多視圖點(diǎn)云拼接全局優(yōu)化方法.pdf

1、在對(duì)大型物體進(jìn)行三維形貌測(cè)量時(shí),多視點(diǎn)云拼接技術(shù)是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié),因?yàn)槠唇泳葘⒅苯佑绊懙阶罱K的三維重構(gòu)精度,所以對(duì)拼接點(diǎn)云進(jìn)行優(yōu)化將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先從多視點(diǎn)云拼接所涉及到的一些基本三角測(cè)量與三角測(cè)量平差知識(shí)基礎(chǔ)入手,詳細(xì)介紹了應(yīng)用標(biāo)志約束的方法對(duì)多視點(diǎn)云進(jìn)行拼接的一般過(guò)程,然后針對(duì)基于標(biāo)志點(diǎn)序列掃描點(diǎn)云拼接過(guò)程中出現(xiàn)的累積誤差問(wèn)題,提出一種利用光束法平差方法計(jì)算最優(yōu)全局點(diǎn)位的拼接優(yōu)化算法。該方法以掃

2、描特征點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的位置為初始值以反投映殘差最小化為目的構(gòu)建優(yōu)化代價(jià)函數(shù),通過(guò)迭代的方法計(jì)算特征點(diǎn)的全局最優(yōu)點(diǎn)位,最后以該最優(yōu)點(diǎn)位為基準(zhǔn)對(duì)序列點(diǎn)云進(jìn)行空間位置調(diào)整。通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)桿進(jìn)行重復(fù)誤差測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果表明,該方法可以明顯減少拼接過(guò)程中所產(chǎn)生的累積誤差,具有提高拼接精度的作用。
　　 在一些不允許粘貼人工標(biāo)志的測(cè)量場(chǎng)合,在對(duì)從不同視場(chǎng)得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接時(shí),ICP算法是一種被廣泛應(yīng)用的算法,然而在對(duì)大型物體進(jìn)行測(cè)量時(shí)

3、傳統(tǒng)ICP算法在效率與精度上并不能滿足工程的實(shí)際需求。針對(duì)此問(wèn)題提出了一種適用于單、雙目結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的快速且高精度的點(diǎn)云拼接算法。該算法首先將參考視點(diǎn)云上的采樣點(diǎn)反向投影到目標(biāo)視點(diǎn)云的2D成像平面上,然后再將2D反向投影點(diǎn)正向投影到目標(biāo)視點(diǎn)云上,展示了一種由目標(biāo)視投影點(diǎn)到采樣點(diǎn)法線上的投影直至收斂于線一面交點(diǎn)的迭代過(guò)程。實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明,該算法在保證拼接精度的同時(shí)顯著提高了收斂速度,是一種具有很高實(shí)用價(jià)值面型點(diǎn)云拼接算法。