三维测量点云与cad模型配准算法研究

《三维测量点云与cad模型配准算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、夺固种遷若朵大赛§ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ硕±学位论文＇争＇谋幣论文题王维则量点表与ＣＡＤ摸型目赃准算法研堯作者姓名東鹏飞測武计量技术义化黑学科专业李＾民别教裝导师姓名二〇—＾年五月完成时间中風种營我禾乂香硕±学位论文參Ｈ维测量点云与ＣＡＤ模型配准算法研究作者姓名：宋鹏飞学科专业：测试计量技术及仪器导师姓名：李为民副教授二〇—完成时间：六年五月十六日ＵｎｌｏｆＣｈｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

2、ａｎｄＴｅｃｈｎｏｏｇｉｎａｙＡ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒＭａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ？ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＡｌｏｒｉｔｈｍｇｆｏｒＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆ３ＤＰｏｉｎｔＣｌｏｕｄａｎｄＣＡＤＭｏｄｅｌ’Ａ山ｈｏｒｓＮａｍｅ：ＰｅｎｇｆｅｉＳｏ打ｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｕｅｒｖｉｓｏｒ乂．Ｐ．ＷｅｉｍｉｎＬｉｐ：ｓｓｏｒｏｆ化Ｆｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ１６，２０１６中国科学技术大学学位论文原创性声明

3、本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。三〇／占．户作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权；，即学校有权按有关规定向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印

4、或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。四么＾□保密（年）作者签名：聲鹏私导师签名；（签字日期：签字日期：中摘要摘要随着社会发展和技术进步，人们对产品工业设计水平的需要日益提高，各种曲面及其组合复杂型面在手机一，，家电汽车等产品设计中得到了广泛应用。这变化促使零件检测从二维到Ｈ维技术快速转变。如今，基于Ｈ维ＣＡＤ模型的数字化高精度检测己成为主要发展趋势，其中的关键技术就是点云与ＣＡＤ模型的配准。一般情况下一，王维测量点云和ＣＡＤ模型不在同坐

5、标系。为了准确快速评价工件—的制造精度，必须对Ｈ维测量点云与工件本身的Ｈ维ＣＡＤ模型进行配准将Ｈ一坐标系下维测量点云的测量坐标系与ＣＡＤ模型所在设计坐标系转换到同。在点云的各类配准算法中ＩＣＰ及其种种改进或变体算法。本文，应用较为普遍的是经过深入研充分析发现，在点云与ＣＡＤ模型配准中，该算法依然存在局限性，主一Ｐ要表现在：其，原始ＩＣ算法是假设原始测量点云的欧式距离最近点为其所对应的点，在ＣＡＤ模型点云稀疏或不均时会出现寻找对应点耗时及误差大的问题；其次，原始ＩＣＰ算法迭代步幅小、收敛过程缓慢，特别是当Ｈ维测量点云的数量比较多时配准效率会很低。一

6、ＩＣＰ针对Ｗ上问题，本文提出了种基于动态调节因子的配准算法实现了点云与ＣＡＤ模型的高效与高精度匹配。该算法主要对原始ＩＣＰ＾下优化。算法进行（一一第步，本文提出了种基于Ｓ化Ｈ角网格的对应点的寻找方法。该方法利用Ｓ化三角网格自身携带的法向量信息，求取测量点云到对应Ｈ角网格的最近点，并将其作为目标对应点，从而有效的解决了原始ＣＰＣＡＤＩ算法在点云与模型匹配中的对应点的寻找问题。该方法可Ｗ有效避免对ＣＡＤ模型进行大规模采样，有效的提高了配准效率又因其属于一；种点到面的对应点计算方法，求得的对应点相对比较准确，从而有效的提高了配准精度；一一第二步一一，在第步

7、优化的基础上，本文提出了种动态调节因子动态调整刚体变换参数因子，将其添加到原始ＩＣＰ算法中，使得每次迭代点云刚体变换，沿原来的趋势实现超程变换便下次迭代时搜索到更多有效对应点，从而使迭代步幅加大，实现ＩＣＰ算法的快速收敛。实验表明，本文提出的基于动态调节因子的ＩＣＰ配准算法，可Ｗ有效的减少ＩＣＰ算法的迭代次数，从而提高匹配效率，且同时能提高配准精度。关键词：点云ＣＡＤ模型配准ＩＣＰ算法动态调节因子ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴ