隨著點云獲取技術的提高和以微軟的Kinect為先導的低成本點云獲取設備的大量上市,三維重建技術在逆向工程、機器視覺、虛擬現(xiàn)實、人機交互等諸多領域的應用更加廣泛。點云配準技術作為三維重建技術的重要環(huán)節(jié),很多學者都對配準算法進行改進研究,但是針對無任何預知信息的散亂點云,現(xiàn)有的迭代最近點(ICP)算法難以在配準速度與配準精度之間取得很好的平衡。為了解決這一問題,本文提出了一種基于關鍵點的彩色點云初始配準算法和基于顏色特征的ICP點云精確配準算法。本文具體的研究工作如下。首先,針對現(xiàn)有初始配準算法在配準散亂點云時速度慢及精度低的問題,提出了一種基于關鍵點的彩色點云初始配準算法。該算法采用體素化網格下采樣法提取關鍵點云,通過對兩片待配準點云分別提取關鍵點,減少配準過程中參與點的數(shù)量,提高配準速度,在查找對應點對過程中引入點的顏色特征,結合快速點特征直方圖(FPFH)匹配對應點對,利用隨機采樣一致性(RANSAC)算法去除錯誤點對,提高點云配準精度。然后,針對現(xiàn)有的ICP算法配準散亂點云時速度過慢的問題,提出了一種基于顏色特征的ICP精確配準算法。該算法采用k維樹(kd-tree)加快搜索對應點...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 點云配準技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 點云初始配準技術
        1.2.2 點云精確配準技術
    1.3 主要的研究內容
    1.4 論文組織結構
第2章 三維點云配準相關理論基礎
    2.1 引言
    2.2 點云配準技術的相關概念
        2.2.1 點云數(shù)據(jù)的鄰域
        2.2.2 法向量
        2.2.3 快速點特征直方圖描述子
        2.2.4 HSV顏色空間
    2.3 剛體變換
        2.3.1 剛體變換的定義
        2.3.2 剛體變換的參數(shù)求解
    2.4 本章小結
第3章 基于關鍵點的彩色點云初始配準算法
    3.1 引言
    3.2 研究目標和思路
    3.3 基于關鍵點的彩色點云初始配準算法
        3.3.1 提取關鍵點
        3.3.2 基于FPFH和顏色特征的對應點對查找
        3.3.3 RANSAC去除錯誤對應點對
        3.3.4 初始配準參數(shù)設置
        3.3.5 基于關鍵點的彩色點云初始配準算法
    3.4 本章小結
第4章 基于顏色特征的ICP精確配準算法
    4.1 引言
    4.2 傳統(tǒng)ICP配準算法簡介
    4.3 基于顏色特征的ICP精確配準算法
        4.3.1 匹配對應點對
        4.3.2 篩選對應點對
        4.3.3 精確配準參數(shù)設置
        4.3.4 基于顏色特征的ICP精確配準算法
    4.4 本章小結
第5章 實驗結果與分析
    5.1 引言
    5.2 實驗環(huán)境介紹
        5.2.1 環(huán)境配置及采集設備介紹
        5.2.2 PCL簡介
    5.3 基于關鍵點的彩色點云初始配準算法的實驗結果及分析
    5.4 基于顏色特征的ICP精確配準算法的實驗結果及分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3865876