面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准和融合技术研究

【摘要】随着科技的发展，三维扫描、3D打印技术逐渐走进人们的视野，三维重建技术在各个行业都得到了广泛的应用。在文物修复、文物保护领域，更是得到了越来越多的关注。本文提出了一种利用转台快速完成点云模型拼接和配准的方法，并且可以准确地将模型顶部和底部拼接到模型主体上。对于待扫描模型，利用单轴高精度转台获取从不同角度扫描的点云数据。首先使用一种快速简单的方法求解转台中轴，利用中轴将多片点云拼合得到模型主体。再通过点云包围盒变换，完成点云的初始配准。通过改进的ICP算法完成点云的精确配准。本文针对利用高精度转台进行配准的模型，对于模型顶部和底部与模型周身进行配准时效果不佳的问题，提出改进意见。研究成果大致可归纳为以下几个方面：1.研究了基于高精度旋转台的点云配准技术，提出了利用拟合直角平面求交线的方法标定转台中轴线，并详细分析了利用旋转台进行多视角点云配准的结果。2.分析了点云模型主体与头部和底部配准的技术难点，并根据模型自身特点，提出了利用点云最小有向包围盒变换的方法，完成点云的初始配准，为点云模型的精确配准提供良好的初始位姿。3.分析了经典ICP算法在点云精确配准方面的优缺点，从应用角度，提出了ICP算法的改进算法，采用特征点过滤策略，提高了配准精度、减小了运算量，提高了运算速度。采用C++语言，编程实现了基于面向对象思想的点云配准方案。综上所述，本文提出一种面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准方案。对于待扫描模型，利用单轴高精度转台获取从不同角度扫描的点云数据。首先使用一种快速简单的方法求解转台中轴，利用中轴将多片点云拼合得到模型主体。再通过点云包围盒变换，完成点云的初始配准。通过改进的ICP算法完成点云的精确配准。
【作者】李杨；
【导师】许志闻；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】三维配准；ICP算法；最小包围盒；融合算法；

【参考文献】
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