三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪方法研究.pdf

1、隨著三維掃描技術(shù)的快速發(fā)展，三維掃描設(shè)備成本的不斷下降，逆向工程已成為快速研發(fā)各種新產(chǎn)品的重要技術(shù)手段。在逆向工程中，使用數(shù)據(jù)測量設(shè)備獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，由于被測對(duì)象表面波紋、表面粗糙度、設(shè)備精度、環(huán)境光照、人為擾動(dòng)等因素，所獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不可避免地受到噪聲的影響。噪聲的存在不僅會(huì)影響點(diǎn)云簡化、拼接等預(yù)處理，而且會(huì)對(duì)曲面重建的精度和速度造成負(fù)面影響。因此，研究點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去噪技術(shù)對(duì)于逆向工程的發(fā)展具有重要意義。
　　本文在前人研究成果的

2、基礎(chǔ)上，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去噪技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　(1)簡要介紹了逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)介紹了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基本概念，詳細(xì)闡述了點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和常用方法。
　　(2)著重分析了雙邊濾波去噪算法，針對(duì)其過光順問題，本文提出了一種改進(jìn)的雙邊濾波去噪算法。該方法首先采用改進(jìn)的基于Voronoi圖算法估算出點(diǎn)云模型的法向量，再采用魯棒算法求取點(diǎn)云模型的局部噪聲方差，依此設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)控制函數(shù)，使得采

3、樣點(diǎn)的雙邊濾波都能在最優(yōu)濾波鄰域內(nèi)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能有效地去除點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲，并較好地保持了點(diǎn)云模型的細(xì)節(jié)特征。
　　(3)詳細(xì)分析了張量投票算法的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提出了一種基于張量投票的主動(dòng)輪廓邊緣提取算法，該算法對(duì)邊緣清晰和模糊的物體均能有效提取輪廓邊緣，使計(jì)算機(jī)能對(duì)不同的物體形態(tài)進(jìn)行感知和識(shí)別。同時(shí)，分析了張量投票算法中尺度因子對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪的影響，提出了一種基于點(diǎn)云分布的張量投票去噪算法。算法通過點(diǎn)云分布設(shè)計(jì)一個(gè)自適