三維激光掃描點云數據濾波方法研究.pdf

1、在工業(yè)設計、三維測繪、航天模擬、醫(yī)學輔助診斷、影視娛樂等應用需求的推動下,三維數據獲取和數字幾何處理技術的研究越來越受到學者們的關注。近些年來,隨著三維模型獲取的軟硬件技術迅速發(fā)展,三維激光掃描技術受到各種領域的人們的青睞,特別是在測繪領域,不僅提高了效率,更是提高了精度。通過三維激光掃描儀獲取的點云數據,不僅結構簡單,易于操作,而且不用存儲點與點之間的拓撲關系,適合表達幾何形狀和表面特征復雜的不規(guī)則物體。然而,在獲取數據的過程中,由于

2、人為的因素、測量環(huán)境的變化或者設備本身的缺陷等諸多因素,使得獲得的數據不同程度的受到噪聲的污染。因此,在對實測三維數據進行數字幾何處理和應用之前,必須對點云進行濾波降噪處理。濾波的目標是在剔除噪聲重建光滑表面的同時,保持原有采樣表面的拓撲特征及幾何特征。
　　 本文以三維激光掃描儀獲取的點云數據為研究對象,對其濾波過程進行了深入的研究,主要內容如下:
　　 1.介紹了一些經典的散亂點云數據的濾波算法。對近幾年來,國內外文

3、獻研究得比較多的算法進行了重點分析,對它們的原理進行了詳細介紹,同時總結了這些算法的優(yōu)勢以及局限性,對以后三維激光測量數據濾波的重點進行了分析。
　　 2.對點云模型的噪聲進行了深入的分析。通過建立數學模型,對其濾波過程中所要解決的問題進行了總結,為濾波提供了理論依據。
　　 3.在Mean-Shift點云數據濾波的基礎上,進行了改進,提出了一種改進的Mean-Shift點云數據濾波算法。充分考慮了點云的法向向量和曲率這