光学型面测量数据的在线拼合技术研究与开发

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1、上海交通大学硕士学位论文光学型面测量数据的在线拼合技术研究与开发姓名：刁元毅申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：习俊通20060101光学型面测量数据的在线拼合技术研究与开发摘要在用光学方法进行反求工程三维数据测量时三维光学测量仪每次测量到的只是被测物体某一个视角的三维点云数据为了得到完整的三维点云数据需要对物体从不同视角进行测量完成测量之后得到的数据是在不同坐标系下的所以将不同坐标系下的点云数据如何高效变换到统一坐标系下获得拼合后的完整三维点云数据是反求工程三维测量中的关键环节和技术问题本文首先针对基于特征的曲面拼合效率低以及点云拼合中缺少拓扑信息的问题采

2、用基于非编码标志点方法实现光学型面测量数据的在线拼合该方法利用在线测量过程中得到的灰度图像通过二值化种子填充算法求取标志点区域利用矩法和边界跟踪法求取标志点的图像形心坐标在此基础上利用三角法求得标志点形心对应的三维空间坐标作为初次的局部拼合特征其次基于非编码标志点初步拼合的结果采用ICP方法进行点云数据全局优化的研究点云数据进行局部拼合后的精度还不能满足要求还需要进行全局优化以达到要求本文采用和实现的以较为精确的非编码标志点形心作为ICP方法的初始拼合条件使得ICP全局优化算法的最终收敛效率和精度都有较大提高最后基于VC软件进行了本文提出方法和技术的软件开发并进行了初步的应

3、用验证取得了较为满意的结果验证了本文技术方法的有效性关键词非编码标志点几何形心局部特征全局优化ICP算法TheresearchanddevelopmentofopticalmeasuredsurfacedataonlinematchingABSTRACTThrough3Dopticalmeasurement,thereverseengineeringgetthepointclouddatafromobjectandfinallyexpecttogettheaccuratewholeobjectmodel.However,the3Dscanner,whichgetsonlyp

4、artdataabouttheobject,shouldmeasuretheobjectfromdifferentperspectiveandgetthedifferentpartdataindifferentcoordinateswhichisthecrucialtechniqueandprocedureinreverseengineering.First,thispaperpresentsamethodthroughnon-codedmarkpointstorealizetheregistrationofopticalsurfaceonlineandconquerthe

5、lesseffectivenessoffeature-basedsurfaceregistration.Thismethodusethegray-levelimagesgetfrommeasuringandthroughbinaryimageandseedsfillalgorithmgettheregionofmarkpoint,throughmomentmethodandcontourtracinggetthecoordinatesofmarkpoint.Atlast,throughthetrianglemethodgetthe3Dcoordinateofthemarkp

6、ointwhichisusedasthelocalcorrespondenceofthepointscloud.Second,usingICPalgorithmtogetthefinalglobaloptimalresultbasedontheinitialmatchingusingnon-codedmarkpoints.ThemethodmakesuseofthecentersofmarkpointsasthelocalcorrespondencesofpointscloudandenhancestheeffectivenessandaccuracyoftheICPalg

7、orithm.Finally,thispaperpresentsthesoftwaredevelopmentaboutthemethodbasedontheVisualC++platformandgetsagoodresultshowingtheeffectivenessofthemethod.Keywords:non-codedmarkpoint,geometriccenter,localfeature,globaloptimize,ICPalgorithm上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论