kinect点云场景拼接算法研究

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1、分类号Ｇ４０－０５７密级公开学号１３２４７２圓１邏祖ｍ！画Ｍ通■■硕±学位论文（学术型）Ｋｉｎｅｃｔ点云场景拼接算法研究题目＾陈月英指导教师何聚厚副教授—级学科名称教育学教育技术学二级学科名称提二〇一六年五月交日期学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行研巧工作所取得的研巧成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已激表臟写过的研巧成果，也不包含本人或他人己申请

2、学位或其他用途使用过的成果？对本文的研巧做出重要肃跃的个人和集体，均曰在文中作了明确说明并表示谢意。本学位论文若有不实或者侵犯他人权利的一，本人愿患承担巧相关的法齡任？、作＃３￡名：幹曰撕年怎月日作、学位论文知识产权及使用授权声明书本人在导师巧导下所完成的学位论文及相关成果，知识产权归属陕西师范大学？本人完全了解陕西师范大学有关保存、使用学位论文的规定，允许本论文彼査巧巧借亂学巧裔反保留学位论文并向国家有关部口或机构送交论文的纸质版和电子巧，有权将本论文的全部或部分内容编

3、入有关巧游库进行检索，可Ｗ采用任何复制手段保存和汇编本论文？本人保证毕业巧校后，发就论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师范大学。髓论文解密后适用本声明？作者签名＊日期：年＾月ｚ／曰诉句葦—摘要随着信息技术的快速发展，虚拟现实技术在教育领域得到了广泛的应用，其中虚拟场景的建模是虚拟现实技术中需要解决的关键问题。基于拉ｎｅｃｔ设备的ＫｉｎｅｃｔＦｕｓｉｏｎ算法可Ｗ通过对真实场景的扫描实现真实场景在计算机中的Ｈ维重建，重建过程中最核也的是Ｈ维点云的配准技术。一般情况下Ｈ

4、维点云配准由两个步骤组成，即点云的初始配准和点云的精确一Ａｉｅｒ等种初始配准算法－ｔｓ配准。Ｄｉｏｒｇ人提出了，四点快速鲁棒匹配算法（４ｐｏｉｎｃｏｎｇｒｕｅｎｔｓｅｔｓｆｏｒｒｏｂｕｓｔａｉｒｗｉｓｅｓｕｒｆａｃｅｒｅｉｓｔｒａｔｉｏｎａｌｏｒｉｔｈｍ４ＰＣＳ，这种算法无ｐｇｇ，）需初始迭代，对含噪音的点云数据有很好的配准效果，但是在实际应用中，由于该算法的时间复杂度达到了二次，配准规模稍大的点云数据消耗时间较长。精确＊ｉｔｅｒａｔｉｖｅｃｌｏｓｅｓｔｏｉｎｔａｌｏｒ

5、ｉｔｈｍＩＣＩ配准算法中使用最广泛的是迭代最近点算法（ｐ，），ｇ该算法首先寻找两片点云中相互对应的距离最近的点对，然后对目标函数进行多、次迭代来完成点云数据的最终配准。送种算法目标函数简单收敛速度快，但是。该算法的配准是针对曲面提出的，所Ｗ在云中含有平面时鲁棒性较差本文的主要工作如下：针对４ＰＣＳ算法配准速度慢时间复杂度高的问風本文提出了一（１）个改进方案一一。对４ＰＣＳ算法中提取距离定的点对这时间复杂度达到二次的过程进行改进：，使其时间复杂度降低，配准速度提髙。改进方案如下对点云

6、递归地进行栅一格化并Ｗ点云中的每个点为球必Ｗ给定距离为半径构建球体，判断网格在定的闽值范围内是否和球体的表面相交，若相交则记录下这个网格和其经过递归划分的孩子网格，并对孩子网格再次进行递归划分，直到网格的大小和给定的闽值相等，然后对网格中的点进行验证，验证成功的点和球也即构成了点化这种方法一过程的时间复杂度降低了点对提取这，提髙了初始配准的速度。经实验验证，改进后的４ＰＣＳ算法虽然在配准精度上较原始４ＰＣＳ算法有较小范围的误差，但是配准速度却大大提离了，本文算法有效。２针对一ＩＣ

7、Ｐ算法对平面鲁棒性较差易造成配准失败迭问题，同样也提出了（）一个改进方案。方案如下；在使用ＩＣＰ算法之前，首先对点云模型进行预处理，在预处理步骤中提取出点云中的平面模型并将其去除，得到不含平面的点云，然后再使用ＩＣＰ算法对不含平面的点云进行精确配准，Ｗ提髙点云的配准精度。经ＩＩＣＰＩＣＰ实验验证，改进后的算法在点云数据存在平面时的配准精度比原始算法更为精确。关键词：点云配准，迭代最近点，仿射不变量，四点鲁棒快速配准算法ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＶｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｉｃ

8、ｈｎｏｌｏＶＲｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｅｄｕｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｔｅｇｙ（）ｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓａｋｅｙｒｏｂｌｅｍ化ｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｖｉｒｔｕａｌＫａｌｉｔ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｙＫｉｎｅｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｈｅＫｉｎｅｃｔＦｕｓｉｏｎａｌｏｒｉｔｈｍ