《基於三維幾何特徵的點雲處理技術及套用研究》是依託北京航空航天大學，由李旭東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於三維幾何特徵的點雲處理技術及套用研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：李旭東
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學三維測量及套用在製造業等諸多領域受到越來越多的關注，目前已可以便捷地獲取被測對象的三維數據（即：點雲）。相較於傳統的二維圖像，三維點雲數據維數更多，數據量更大；且數據點在空間非均勻分布，鄰接關係更複雜，數據檢索更困難；對點雲數據處理提出了更大的挑戰。本項目針對三維精密測量對點雲處理的迫切需求，提出研究具有通用意義的基於三維幾何特徵的點雲處理技術：先從點雲中提取對應於被測對象局部結構的幾何特徵點雲，再對特徵進行配準實現測量。擬重點突破基於鄰近點雲快速搜尋的點雲濾波去噪技術、結合點雲局部幾何參數疊代生長的點雲分割技術、基於姿態標準化和最大絕對主曲率的點雲特徵提取技術、基於平面特徵的加工餘量估計等關鍵技術和套用難點，開發相應的點雲獲取和處理系統。本項目研究結果將為精鑄件毛坯加工餘量估計等基於點雲的測量套用提供創新的解決思路，可提高測量效率和自動化程度，具有重要的理論研究意義和實用價值。
結題摘要
光學三維測量及套用在製造業、學科交叉前沿等諸多領域受到越來越多的關注，目前已可以便捷地獲取被測對象的三維數據（點雲）。相較於傳統的二維圖像，三維點雲數據維數更多，數據量更大；且數據點在空間非均勻分布，鄰接關係更複雜，數據檢索更困難；對點雲數據處理提出了更大的挑戰。 本項目針對三維精密測量對點雲處理的迫切需求，研究通用的基於三維點雲幾何特徵的點雲處理技術：先從點雲中提取被測對象局部幾何特徵點雲，再對特徵點雲進行配準實現測量。 在對三維點雲數據處理調研的基礎上，提出了基於點雲空間關係的濾波及去噪方法，結合點雲局部幾何參數疊代生長的點雲分割方法，點雲分割及三角化一體化方法；在點雲法向估計及曲率估計的基礎上，提出了三維點雲幾何特徵提取方法；提出了基於離散旋轉圖像拼接、基於歸一化對齊徑向特徵的多視場點雲拼接方法；最佳化構建了數據採集裝置；實現了三維點雲幾何特徵提取數據處理軟體；以精鑄件毛坯加工餘量分析為套用場景，開展了基於特徵的點雲處理技術套用，驗證了前述技術的有效性。該項目成果為基於三維點雲處理技術的測量套用奠定了基礎，可提高測量及數據處理的效率和自動化程度，為智慧型製造、前沿交叉學科提供新型測量手段，具有重要的理論研究意義和實用價值。
