激光掃描點云處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著激光掃描技術(shù)的發(fā)展，快速、精準地采集實物模型表面的點云信息已經(jīng)成為現(xiàn)實，極大地促進了逆向工程的發(fā)展。由于采集到的點云是海量的、含有噪聲的、冗余的，因此，如何高效的進行點云處理，生成可用于再制造的CAD模型是逆向工程的核心任務之一。本文以此為背景，研究了激光掃描點云處理工作中的若干關(guān)鍵技術(shù)。
　　 首先，點云曲面特征估算。建立點云kd-tree結(jié)構(gòu)，通過快速地查找到每個數(shù)據(jù)點的鄰域點，重構(gòu)出點云的空間拓撲關(guān)系。基于點云拓撲信息

2、擬合出每個數(shù)據(jù)點的局部微切平面和二次參數(shù)曲面，估算出數(shù)據(jù)點的法向量、高斯曲率等曲面特征量，為點云去噪、精簡等后續(xù)處理工作做好準備。
　　 其次，離群點濾除及點云光順濾波。通過對離群點產(chǎn)生的原因進行分析，采用三維區(qū)域增長法和相似度度量函數(shù)進行離群點的濾除。在比較常用的點云光順濾波算法的基礎上，采用改進的雙邊濾波算法對點云進行光順濾波。改進的雙邊濾波算法增強了雙邊濾波算子的魯棒性，并且能夠在不增加運算時間的同時更好地保持點云模型的幾

3、何特征。
　　 再次，點云精簡。在對常用的點云精簡算法的深入分析和研究的基礎上，改進曲率精簡算法。改進的曲率精簡算法能夠根據(jù)點云的密度和曲率為每一個數(shù)據(jù)點確定一個精簡距離。這種點云精簡算法不僅很好的繼承了曲率精簡算法的優(yōu)點，而且有效地避免出現(xiàn)“空洞”現(xiàn)象。
　　 最后，點云配準。引入基于點的鄰域曲率相似度度量和基于剛體變換不變量等約束條件篩選出兩片點云的若干高精度的匹配點對，完成點云初始配準。在此基礎上，構(gòu)造參與ICP算