分析曲面适应性移动最小二乘曲面多视点云对齐策略

论文导读：
摘要：多视点云对齐是实现基于多传感器的闭环测量系统以及提升逆向工程中重建曲面模型质量的关键技术之一。现有的多视点云对齐策略往往由于被测零件的复杂表面外形以及测量噪声的影响，对齐精度受到限制。本论文对多视点云对齐策略进行了系统地浅析和探讨，主要探讨内容和成果可归纳为以下四个方面：1.通过浅析影响点云对齐精度的主要因素，得出了由测量点云建立一个满足任意拓扑外形的平滑曲面是多视点云对齐中的关键不足的结论。在此基础上，提出了点云的移动最小二乘曲面重构策略，并且浅析了传统的移动最小二乘曲面在运用于非均匀采样点云数据的曲面重构中有着的误差来源及其局限性，为后续的探讨内容奠定论述基础。2.明确指出了移动最小二乘曲面定义中的高斯核参数h的取值是影响曲面重构精度的重要因素。定义了一种新的适应性移动最小二乘曲面，使高斯核参数h的取值依据曲面局部主曲率适应性变化。该策略使得曲面定义能够根据局部邻域内的曲率信息多尺度的表达曲面的几何特点，保证了曲面模型在平坦部分的光滑连续，同时在尖锐特点部分不会因过度平滑而导致形状失真。3.为了克服传统的曲率微分计算策略运用于离散点集表达的曲面上有着的对于噪声过于敏感的缺点，提出了一种利用积分策略的多尺度主曲率计算。并且通过主曲率的求解结果迭代反求出该点处合适的尺度，最终得到整个曲面上的尺度分布信息，由此确定曲面上任意点处的高斯核参数值。4.提出了基于适应性移动最小二乘曲面的多视点云对齐策略。通过模拟曲面案例与实际工程案例实验，与一些经典的对齐算法进行比较，精度有了显著提升。最后通过浅析讨论验证了该策略对于点云的密度、噪声级别、初始位置等因素具有稳定性。关键词：逆向工程论文多视点云对齐论文曲面重构论文适应性移动最小二乘（AMLS）曲面论文迭代对应点（ICP）论文
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Abstract5-9
1 绪论9-20

1.1 探讨背景及课题来源9-11

1.2 国内外探讨近况11-17

1.3 本论文主要内容及组织结构17-18

1.4 小结18-20

2 移动最小二乘曲面拟合20-31

2.1 移动最小二乘曲面介绍20-26

2.2 曲面逼近误差26-28

2.3 高斯核参数 h 的选取策略28-29

2.4 适应性的参数 h29

2.5 小结29-31

3 基于主曲率浅析的适应性移动最小二乘曲面重构31-42

3.1 积分不变量的主分量浅析31-34

3.2 运用于点云数据的主曲率计算34-37

3.3 特点尺度自适应策略37-39

3.4 利用适应性参数 h 的移动最小二乘曲面重构39-41

3.5 小结41-42

4 点云对齐实验验证及浅析42-59

4.1 适应性移动最小二乘曲面的点云对齐策略42-45

4.2 实验策略及准备45-46

4.3 样条曲面模拟实验46-50

4.4 零件扫描点云对齐实例50-54

4.5 实验结果讨论54-57

4.6 小结57-59

5 总结与展望59-61

5.1 全文总结59-60

5.2 未来展望60-61

致谢61-62
参考文献62-67
附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文67