三维扫描点云中的圆柱体识别技术 研究与实现.doc

毕业设计说明书 作 者: 学 号： 学 院: 专业(方向): 智能电网信息工程 题 目: 三维扫描点云中的圆柱体识别技术 ? 研究与实现 指导者： 评阅者： 2016 年 6 月  毕业设计说明书中文摘要  随着三维扫描技术的快速发展，三维点云数据作为一种新兴的数据形式，已经逐渐地应用到许多领域中，如逆向工程、模式识别、工业检测、自主导航、虚拟现实等。在化工生产领域中，由于存在大量的管道，而管道主要是以圆柱体的形式存在，所以识别以三维点云数据表示的圆柱体对于实现化工厂的三维重建、扩建、改造等具有重要的意义。本文为实现圆柱体识别问题，进行了深入的分析，先利用PCA-主成分分析法获得法线，再利用随机采样一致性分割算法分割出圆柱体，最后以估计出的法线为基础求得圆柱体参数。本文通过实验对算法进行了验证，结果表明本文算法能够快速有效地识别圆柱体。 关键词 点云特征 点云分割 点云识别 毕业设计说明书外文摘要 Title Research and Realization of the cylinder identification technology in 3-d scanning point cloud Abstract With the rapid development of 3-d scanning technology，three-dimensional data as a new form，has been gradually applied to many fields，such as reverse engineering，pattern recognition，industrial detection，autonomous navigation，virtual reality and so on.In the field of chemical production，due to the presence of large amounts of the pipe which are mainly in the form of a cylinder，identifying the layout and expressing the cylinders as a 3-d point cloud data has a vital significance in 3-d reconstruction，expansion，reforming the chemical plant. In order to solve the cylinder identification problems，this paper carried on a thorough analysis. First，using PCA principal component analysis (PCA) to obtain the normal，then using random sample consensus to segment the cylinder. Second，on the basis of the estimated normals to obtain the parameters of the cylinder.Algorithm is verified by the experiment，the results show that the algorithm can effectively identify the cylinder. Keywords Point Cloud Feature Point Data Segmentation Point Cloud Recognition 第 PAGE II 页 本科毕业设计说明书 本科毕业设计说明书 第 PAGE I 页 目 次 TOC \o "1-2" \h \u 1 绪论1 1.1 研究背景与意义1 1.2 国内外研究现状1 1.3 课题研究主要工作2 1.4 本文结构安排3 2 点云的特征与提取4 2.1 点云的微分几何特征4 2.2 几何特征的微分模型4 2.3 法线的估计5 2.3 本章小结7 3 点云的分割8 3.1 点云分割理论8 3.3 基于随机采样一致性的分割9 3.4 本章小结11 4 圆柱体参数的识别12