复杂曲面体多视角激光点云3D建模关键技术研究【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 绪论1

1.1 研究背景与意义1

1.2 国内外研究现状及趋势4

1.2.1 多视点云数据配准4

1.2.2 点云数据区域分割5

1.2.3 曲面拟合与特征提取6

1.3 研究目标、内容与方案7

1.3.1 研究目标7

1.3.2 研究内容7

1.3.3 研究方案9

1.4 主要术语与符号说明12

1.4.1 主要术语12

1.4.2 主要符号13

参考文献14

第2章 点云数据获取与预处理17

2.1 数据获取方式分类17

2.2 立体视觉生成点云19

2.2.1 摄像机定标19

2.2.2 空间点三维重建25

2.3 三维激光扫描34

2.3.1 激光扫描分类35

2.3.2 激光扫描特点与精度37

2.3.3 激光三角测距原理40

2.3.4 激光点云三维建模流程42

2.3.5 扫描点误差分析43

2.4 数据预处理46

2.4.1 点云平滑46

2.4.2 点云滤波47

2.4.3 数据简化49

2.5 本章小结51

参考文献51

第3章 多视角激光点云配准与融合54

3.1 刚体变换估计55

3.1.1 四元数55

3.1.2 估计刚体变换55

3.2 迭代最近点（ICP）算法57

3.2.1 初值获取58

3.2.2 寻找最近对应点对58

3.3 改进的迭代最近点算法59

3.3.1 初始位姿估计59

3.3.2 自动查找最近点的精确算法59

3.3.3 改进的迭代最近点（ICP）配准算法60

3.4 归一化互相关系数和迭代最近曲面片点云配准63

3.4.1 微分不变特征计算63

3.4.2 NZCC粗略配准64

3.4.3 ICS精确配准66

3.4.4 实验结果68

3.5 自适应距离函数与迭代最近曲面片精细配准70

3.5.1 粗略配准71

3.5.2 基于ADF和ICS的精细配准72

3.5.3 实验结果76

3.6 点云数据后处理79

3.6.1 多片点云数据融合79

3.6.2 伪洞检测与填充81

3.7 实验结果89

3.7.1 实验数据格式简介89

3.7.2 基于欧氏距离测度的点云配准93

3.8 本章小结95

参考文献95

第4章 点云数据（深度图像）区域分割99

4.1 基于微分不变量和区域增长的深度图像分割99

4.1.1 初始分割100

4.1.2 区域连通与区域增长102

4.1.3 实验结果103

4.2 基于二值形态学的深度图像分割104

4.2.1 二值形态学基本运算105

4.2.2 深度图像分割106

4.2.3 实验结果107

4.3 基于形态学水线区域的深度图像分割108

4.3.1 产生距离图109

4.3.2 计算极限腐蚀集合110

4.3.3 从种子开始区域生长111

4.3.4 实验结果112

4.4 参数活动轮廓模型距离图像分割113

4.4.1 基本理论113

4.4.2 参数活动轮廓模型114

4.4.3 数值求解116

4.4.4 实验结果118

4.5 本章小结119

参考文献120

第5章 三维模型表达与曲面特征提取122

5.1 基于体的模型表达122

5.2 基于表面的模型表达124

5.2.1 整体网格表示124

5.2.2 曲面片函数表示125

5.2.3 特征关系图表达125

5.3 二次曲面拟合与特征提取126

5.3.1 二次曲面拟合126

5.3.2 微分不变量127

5.3.3 矩不变量128

5.4 本章小结131

参考文献131

第6章 实验结果与分析133

6.1 实验环境介绍133

6.2 多视激光点云配准136

6.2.1 基于表面间三棱锥平均体积测度的点云配准136

6.2.2 归一化互相关系数和迭代最近曲面片点云配准138

6.2.3 自适应距离函数与迭代最近曲面片精细配准139

6.3 点云数据（深度图像）分割141

6.3.1 基于微分不变量和区域增长的深度图像分割141

6.3.2 基于二值形态学的深度图像分割142

6.3.3 基于形态学水线区域的深度图像分割144

6.3.4 参数活动轮廓模型距离图像分割145

6.4 曲面片参数方程拟合146

6.4.1 编钟顶部激光点云拟合146

6.4.2 编钟上部把柄点云数据拟合147

6.4.3 编钟把柄上外切点云拟合148

6.4.4 编钟中部点云拟合148

6.4.5 编钟下部前面点云拟合149

6.4.6 编钟下部后面点云拟合149

6.5 特征提取与特征关系图表示150

参考文献156

第7章 总结与展望157

7.1 总结157

7.2 展望159