散乱点云数据预处理的研究

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1、西南科技大学研究生学位论文散乱点云数据预处理的研究年级2013姓名陈达枭申请学位级别硕士专业机械工程指导教师蔡勇教授ClassifiedIndex:TP391U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchonScatteredPointCloudDataPreprocessingAlgorithmsGrade:2013Candidate:ChenDaxiaoAcademicDegreeAppliedfor:Maste

2、rSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:ProfessorCaiYongApr.15,2016独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进斤的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的一材斜。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：Ｕ曰期．带达扛：加＾关于论文

3、使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阁和借阅；学校可Ｗ公布该论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。、＇Ｉ签名：蘇导师签名：日期：如Ｕ成条西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要逆向工程是一种由产品实物模型构建计算机模型的手段，它能够极大地缩短产品的开发周期，因此，在许多领域得到了广泛的应用。数据预处理是逆向工程中的关键环节，其结果影响后续模型重构的质量。本文以此为背景，研究了逆向工程数据预处理

4、中的一些关键技术。对点云拓扑关系建立的方法进行了研究，分析几种常见的方法的优势和不足，在基于栅格法的基础上，提出了一种改进的算法。对实验中采集得到的点云数据进行了拓扑关系的建立，为点云数据后续的预处理实现带来了方便。对点云去噪的方法进行了研究，分析了噪声点产生的原因，并根据散乱点云的特点，分析各类算法中的优势和不足，针对双边滤波法的不足，提出一种改进的去噪算法，并详细介绍这种去噪算法：基于噪声分类的双边滤波算法。该方法在实际处理过程中得到了良好的效果。研究了点云精简的方法，并针对现有散乱点云精简方法的缺陷，提出了一种基于散乱

5、点云分区的改进精简方法，给出了相应的算法流程。首先将包围点云数据的最小包围盒划分成若干个子空间，根据每个含有点的子空间，获取K邻域点集的拟合平面，计算K邻域中各点到拟合平面距离的累加和。对各个K邻域的距离累加和升序排列，根据预定精简百分比，将包围盒划分为待保留和待删除两个区域，并在这两个区域采用不同方法进行精简。实例验证表明，该算法在保留几何特征的同时，更能有效地避免“空白区域”，且提高了计算效率。研究了点云配准相关技术，对三维空间坐标转换技术做了介绍，研究了点云配准的常用方式，提出了一种基于协方差分析法的初始配准方法，并重

6、点阐述了ICP算法。最后利用实验结果，证明本文中方法的正确性。关键词：逆向工程数据预处理点云去噪点云精简点云配准西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractReverseEngineering(RE)isawaytoconvertphysicalmodelsofproductsintodigitalmodels,anditcangreatlyshortenthedevelopmentcycleofproducts.Thus,ithasbeenwidelyappliedinmanyareas.Datapreproce

7、ssingisanimportantstepofreverseengineeringasitaffectsthequalityofsubsequentmodelreconstruction.Inthisthesis,somekeytechnologiesindatapreprocessingareinvestigated.Topologyrelationshipmethodforpointcloudisstudied.Theadvantagesanddisadvantagesofseveralcommonmethodsare

8、researched.Thispaperprop-osedanimprovedalgorithmforbuildingthetopologyrelationshipbaseongrid.Theestablishmentofthetopologicalrelationsforthepoint