海量點(diǎn)云預(yù)處理算法研究.pdf

1、逆向工程技術(shù)是當(dāng)今CAD領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)，它以獨(dú)特的從實(shí)物模型直接構(gòu)建計(jì)算機(jī)模型的手段為CAD技術(shù)帶來(lái)了革命。逆向工程中從實(shí)物模型采集而來(lái)的數(shù)據(jù)一般是以點(diǎn)云形式存在。隨著激光掃描設(shè)備的廣泛應(yīng)用，采集所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)越來(lái)越龐大，達(dá)到了百萬(wàn)級(jí)甚至億級(jí)。為了對(duì)這些海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，就必須進(jìn)行必要的預(yù)處理手段，否則將為后續(xù)的建模帶來(lái)難以想象的困難，為CAD系統(tǒng)帶來(lái)巨大的存儲(chǔ)、傳輸和運(yùn)算負(fù)擔(dān)。 在對(duì)已有的點(diǎn)云預(yù)處理算法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究

2、的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)海量點(diǎn)云的預(yù)處理進(jìn)行了研究，提出了三種全新的海量點(diǎn)云預(yù)處理算法，分別應(yīng)用于點(diǎn)云去噪、點(diǎn)云配準(zhǔn)和點(diǎn)云精簡(jiǎn)三個(gè)方面。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)算法，經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐中證明了它們是可行的并且具有高效高精度的特點(diǎn)。 本文首先提出了一種基于圖像的點(diǎn)云去噪算法，通過(guò)圖像的方法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行去噪處理，因此與點(diǎn)云數(shù)據(jù)的大小無(wú)關(guān)，在海量點(diǎn)云的處理中具有遠(yuǎn)超其他算法的速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法的去噪效果也是比較理想的。另外針對(duì)稀疏點(diǎn)云的特點(diǎn)，

3、同時(shí)提出了一種基于k-dtree的無(wú)序點(diǎn)云去噪算法。 對(duì)于點(diǎn)云配準(zhǔn)，提出了一種基于特征點(diǎn)的改進(jìn)ICP算法。該算法在采用主方向貼合法實(shí)現(xiàn)初始配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，使用曲率特征點(diǎn)和k-dtree尋找最近點(diǎn)，提高了ICP算法的效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法具有理想的配準(zhǔn)效果，并且大大提高了配準(zhǔn)速度，這在海量點(diǎn)云處理中尤其明顯。 點(diǎn)云精簡(jiǎn)是海量數(shù)據(jù)預(yù)處理中重要的步驟。本文結(jié)合了隨機(jī)采樣和曲率采樣各自的長(zhǎng)處，提出了一種混和采樣方法。這種算法能