雙目立體測(cè)量系統(tǒng)中的多視角深度圖配準(zhǔn)方法研究.pdf

1、在雙目立體測(cè)量系統(tǒng)中，為了得到被測(cè)物體的完整三維表面數(shù)據(jù)，需要從不同的視角進(jìn)行多次測(cè)量，利用多次測(cè)量結(jié)果之間的相互重疊部分實(shí)現(xiàn)物體整個(gè)表面的三維測(cè)量，即利用配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同測(cè)量數(shù)據(jù)拼合。配準(zhǔn)可以分為粗配準(zhǔn)、兩兩精確配準(zhǔn)和全局配準(zhǔn)等方法，粗配準(zhǔn)方法為兩兩精確配準(zhǔn)和全局配準(zhǔn)提供初始位置，而全局配準(zhǔn)是保證最后工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵。為完善課題組開發(fā)的ReCreator雙目立體表面點(diǎn)云測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，本文研究針對(duì)該系統(tǒng)測(cè)量的多視角深度數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)

2、方法，內(nèi)容包括基于特征點(diǎn)的粗配準(zhǔn)方法、基于改進(jìn)ICP的兩兩精確配準(zhǔn)方法和基于虛擬彈簧的全局配準(zhǔn)算法。
　　 對(duì)于基于特征點(diǎn)的粗配準(zhǔn)方法，本文提出了一種基于測(cè)量數(shù)據(jù)圖像化和SIFT圖像特征匹配的粗配準(zhǔn)方法。該方法以曲面的曲率作為特征度量對(duì)深度圖進(jìn)行圖像化，得到的特征圖像反映了深度圖的內(nèi)在特征，不受環(huán)境的影響；對(duì)一般多視角測(cè)量數(shù)據(jù)，提出了一種模擬掃描算法來獲得其模擬深度圖，該深度圖能忠實(shí)于原始網(wǎng)格數(shù)據(jù)，并保持原始網(wǎng)格的法矢變化；文中

3、還對(duì)兩種不同特征度量函數(shù)進(jìn)行了討論和比較，得出較優(yōu)的配準(zhǔn)結(jié)果。
　　 在基于ICP的兩兩配準(zhǔn)方法中，首先對(duì)多個(gè)ICP算法中的最近點(diǎn)度量標(biāo)準(zhǔn)、配準(zhǔn)矩陣求解算法等進(jìn)行分析比較，然后給出本文的改進(jìn)算法，文中還對(duì)參與配準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目、數(shù)據(jù)重合度、配準(zhǔn)初始位置以及單位法矢等因素對(duì)配準(zhǔn)精度的影響進(jìn)行了研究，為配準(zhǔn)算法的應(yīng)用給出指導(dǎo)。
　　 基于虛擬彈簧的全局配準(zhǔn)方法基于兩兩精確配準(zhǔn)算法，通過虛擬彈簧模型將兩兩精確配準(zhǔn)推廣到全局配準(zhǔn)情況。