復(fù)雜模型三維點云自動配準(zhǔn)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著計算機圖形學(xué)、計算機視覺、測量學(xué)等的發(fā)展,三維模型信息獲取應(yīng)用越來越廣泛,隨之而來的三維點云,作為表達(dá)描述三維物體表面特征的一種新方式,得到了重視。與此同時,點云處理技術(shù)也成為了當(dāng)今熱門研究領(lǐng)域之一。
　　點云配準(zhǔn)作為逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù),在點云數(shù)據(jù)的初步處理和三維模型的重建中起到非常關(guān)鍵的作用。配準(zhǔn)的完成好壞直接影響點云數(shù)據(jù)的匹配精度和速度,一直以來都是三維圖形技術(shù)的研究難點和熱點。本文在某航空渦輪發(fā)動機葉片幾何質(zhì)量評估項目

2、的基礎(chǔ)上對復(fù)雜模型三維點云自動配準(zhǔn)技術(shù)做了深入研究。
　　針對經(jīng)典ICP(Iterative Closest Point)算法在配準(zhǔn)過程中對初始位置要求較高可能產(chǎn)生局部最優(yōu)解以及對大量點處理時間復(fù)雜度高效率低的缺點,對配準(zhǔn)算法進行了改進。本文以經(jīng)典的ICP算法為基礎(chǔ),增加點云前期預(yù)處理實現(xiàn)點云去噪和精簡,得到更加有效的樣件表面數(shù)據(jù)用于后期處理。同時利用PCA主方向貼合法對點云數(shù)據(jù)進行初始配準(zhǔn),有效解決了ICP算法對初始位置要求高的

3、問題。通過隨機采樣和K-D樹搜尋最近點,降低ICP算法時間復(fù)雜度,同時通過法向閾值進一步提高對應(yīng)點對匹配精度,提高了ICP算法的收斂速度和精度。并利用配準(zhǔn)后兩簇點云中對應(yīng)點對之間的誤差完成了幾何質(zhì)量評估,生成誤差文件,用RGB色彩模式來直觀顯示。
　　經(jīng)實驗對比,本算法能很好的彌補單純的粗略配準(zhǔn)和經(jīng)典ICP配準(zhǔn)的缺點,具有良好的匹配精度和速度。本文算法可實現(xiàn)對復(fù)雜曲面零件的配準(zhǔn),提高具有復(fù)雜曲面特征產(chǎn)品的加工精度和效率,可以廣泛應(yīng)