激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維建模技術(shù).pdf

1、移動機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支。移動機(jī)器人的發(fā)展方向是智能化和自主化。作為一個(gè)智能實(shí)體，一般需要具有感知、推理決策和執(zhí)行等幾個(gè)基本功能，而激光雷達(dá)在機(jī)器人上的應(yīng)用就是感知能力的擴(kuò)展。 本文對移動機(jī)器人利用激光雷達(dá)掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)重建算法進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，由于這些三維數(shù)據(jù)是在不同坐標(biāo)系下獲得，使得物體和環(huán)境模型的重建具有很大挑戰(zhàn)性。在對環(huán)境或物體掃描數(shù)據(jù)的重建時(shí)，經(jīng)常使用最近迭代算法（ICP）進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，但是大量點(diǎn)

2、云數(shù)據(jù)使得它的配準(zhǔn)效率低，且易于發(fā)生特征點(diǎn)錯(cuò)位。本文提出了一個(gè)基于三個(gè)標(biāo)定特征點(diǎn)初始配準(zhǔn)的ICP算法，該算法是在ICP算法基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)后的ICP算法能夠提高配準(zhǔn)速度，降低了配準(zhǔn)的誤差率且不易陷入局部最小。 本論文的主要工作內(nèi)容包括： 第一，闡述點(diǎn)云三維建模數(shù)據(jù)處理的主要過程及各個(gè)過程的相關(guān)技術(shù)。 第二，基于實(shí)物的特征點(diǎn)主要體現(xiàn)在邊界輪廓線和表面棱線等跳躍度比較大的邊緣、凹凸等位置，利用離散點(diǎn)求導(dǎo)

3、和求極值的方法，提取掃描點(diǎn)云的特征點(diǎn)集，在特征點(diǎn)集中確定三個(gè)最有代表性的極值點(diǎn)，作為后面初始配準(zhǔn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。 第三，提出基于三個(gè)標(biāo)定特征點(diǎn)初始配準(zhǔn)的ICP算法，它對經(jīng)典的ICP算法進(jìn)行了改進(jìn)，并對兩種算法的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。首先對二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)研究，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)都進(jìn)行配準(zhǔn)和分析。在基于三個(gè)標(biāo)定特征點(diǎn)初始配準(zhǔn)的ICP算法中，利用三個(gè)最有代表性的特征點(diǎn)對點(diǎn)云進(jìn)行初始配準(zhǔn)，再應(yīng)用ICP算法進(jìn)行精確配準(zhǔn)。