带有矩形参照物的可程序化点云精确拼接算法.pdf

带有矩形参照物的可程序化点云精确拼接算法.pdf

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1、·设计与研究·组合机床与自动化加工技术文章编号:1001—2265(2010)09—0012—03带有矩形参照物的可程序化点云精确拼接算法邱望标,吕圣楠(贵州大学机械工程学院,贵阳550003)摘要:针对带有矩形参照物的待拼接点云,提出了一种确立参照点的矩形对角点拼接点云算法,即使用参照物顶面平面方程,缩小寻求项面点云的范围,然后使用划分平面保留顶面点云;通过去除噪声点及最大值算法,较准确地确定了参照物顶面的四个对角参照点,并初步估计了精度;通过这些参照点,可以获得拼接变换矩阵的参数。本算法是一种数值算

2、法,有利于结合逆向工程软件与编程软件进行程序化实现。关键词:点云拼接;逆向工程;矩形参照物;对角参照点中图分类号:THI6;TG65文献标识码:AAProgrammedPrecisionRegistrationAlgorithmofPointCloudswithRectangularReferenceObjectsQIUWang—biao.LVSheng—nan(CollegeofMechanicalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550003,China)Ab

3、stract:Thetopicproposesaregistrationalgorithmofrectangulardiagonalpointsonpointclouds,basedonestablishingthereferencepoint,forSeparatedpointwithrectangularreferenceoNects.Scilicet,wereducesearchedrangeoftopplanepoints,usingtopplaneequation,thenreservetop

4、planepointsu。singdivisionplane.Weestablishthefourdiagonalreferencepointsoftopplaneatthereferenceobjects,througheliminatingnoisepointsandmaxalgorithm,thenestimateprecisionpreliminarily.Wecanobtainparameterofthetransformmatrixwiththediagonalreferencepoints

5、.Thealgorithmisanumericalalgo‘rithm.It’sbeneficforprogrammingthroughcombiningREsoftwareandProgrammingSoftware.Keywords:registrationofpointclouds;RE;rectangularreferenceobjects;diagonalreferencepoints描的分块点云视为刚体,在对点云数组进行平移、O引言旋转等坐标变换后,就可将处于不同坐标系的分块逆向工程(Rev

6、erseEngineering,RE)是相对点云对准到统一坐标系下实现粗拼接。于传统的正向工程而言,是指从样品到三维数字实目前,最常用的精确拼接方法为ICP(Iterative体,再到最终产品的设计工程。它可以高效地实ClosestPoint)算法,其步骤是:先确定参照点集,再现样品到图纸的生成过程,是一种快速的设计方法。由该点集求出拼接变换矩阵,然后迭代以上两步,直作为逆向工程的关键技术之一,点云拼接技术应用至误差函数满足精度要求为止,其中确定参照点集于待测物体尺寸较大和多视角测量的情况,并直接是IC

7、P算法的关键。本文主要解决参照点集的确影响到生成数字化实体的精度水平。目前,国内外定问题,提出一种矩形对角点拼接点云算法。该算点云拼接刮技术分为两步,即先进行粗拼接,再进法通过提高参照点集的精度,较精确地完成点云拼行精确拼接。在点云拼接研究中,一般将每次扫收稿日期:2010—03—10{基金项目:贵州省省长专项基金(200814);贵州省艺术科学规划(09BG14)作者简介:邱望标(1958一),男,贵州人,贵州大学机械工程学院教授,硕士研究生导师,研究方向为数字化制造,(E—mail)qiuwangb

8、iao@163.com2010年第9期·设计与研究·接过程。本研究将点云视为一个三维数组,每一行对应于点云中的一个点,第一、二、三维分别对应于该点的、y、z坐标;所使用的参照物是矩形参照物,通过1l●即日』3』I对参照物顶面点云的分析,较精确地确定了四个对角参照点。l矩形参照物矩形参照物必须棱角分明,有一定的高度,顶点及棱角部位必须完整。建议高度不少于5mm,参照物朝上一面(顶面)为长方形,且长边的长度(记为1)要远大于短边。放置时,要选择

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