散乱数据点云配准的算法研究

摘要

将光学测量设备在不同视角测得的点云数据配准到一个统一的坐标系下,是采用局部测量获得被测物体整体数据的关键.本文提出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息的散乱点集为处理对象,自动进行数据点云配准的算法。该算法针对待配准的两组点云数据,首先根据测点及其邻域点估算每个点的曲面法矢,并对法矢方向进行调整使其指向曲面的同一侧,然后计算各个测点的曲率。根据每个测点的曲率来识别出两组点云数据中可以匹配的点对集合,计算将每一个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换,采用几何哈希方法找出使得最多数量的点对法矢一致的变换,运用该变换将散乱点云作初次配准.以初次配准后的结果作为新的初始位置,将匹配点对集合中的所有点对采用最近点迭代法进行二次配准,从而实现了两组散乱数据的精确配准.应用实例表明算法效果良好。