在进行建筑景观重建时，为防止周围环境、信号干扰等原因产生点云噪声，提出基于3D激光打印的建筑景观可视化视觉艺术重建方法。利用Kinect获取物体表面点云数据，并做多视角对齐和点云去噪处理，使模型数据更加精准。利用迭代最近点算法对数据进行点云配准与融合，通过数据的预处理，使点云数据融合为表面光滑、无孔洞模型，根据建筑景观的三维模型，使用3D激光打印机打印技术的可视化系统实现模型的视觉艺术展现。模拟试验结果表明，所设计的建筑景观重建误差率在10%以下，重建数据平滑值保持在0.9左右，满足了建筑景观视觉艺术重构的要求。
3D激光打印 艺术重建 ICP算法 点云数据 点云去噪 3D laser printing art reconstruction ICP algorithm point cloud data point cloud denoising
1 兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070
2 甘肃工业交通自动化工程技术研究中心，甘肃 兰州 730070
针对传统的迭代最近点（ICP）算法计算量较大、效率较低、易受点云初始位姿影响等缺点，提出一种基于normal distribution transform（NDT）和特征点检测的点云配准算法。该算法采用“粗细结合”的配准策略，首先对点云进行预处理；然后采用NDT算法对处理后的点云进行粗配准，为精配准提供较理想的初始位姿；再利用3D-Harris特征点检测算法提取点云特征点；最后利用ICP算法对提取特征点后的点云集进行精细配准，得到最优解。仿真结果显示，与传统算法对比，所提算法进一步提高了点云配准的效率和精确度。
图像处理 点云配准 ICP算法 NDT 3D-Harris角点 特征点提取 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0810016
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
立体偏折法作为一种非接触式镜面表面三维测量方法, 近年来发展迅速。为了解决传统立体偏折法难以测量较大倾角曲面的问题, 提出了一种基于标志点的三维拼接立体偏折法。先利用立体偏折法测量不同视角下的曲面子区域的三维点云, 同时通过立体视觉测量样品台上标志点的三维坐标, 使用标志点坐标进行粗拼接, 再通过迭代最近点算法进行精拼接, 最终重构出完整的三维面型。实际搭建了一套三维拼接立体偏折测量系统, 测量了一个倾角25.8°的光滑凸球面反射镜, 拼接后球面拟合误差在3μm以内。实验结果验证了方法的可行性, 对立体偏折法应用于大口径和大倾角的复杂光学曲面三维测量具有借鉴意义。
光学测量 立体偏折法 三维点云 拼接 ICP算法 optical measurement stereo deflectometry three-dimensional point cloud stitching the ICP algorithm
1 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
3 青岛秀山移动测量有限公司， 山东 青岛 266590
4 杭州中科天维科技有限公司， 浙江 杭州 310016
5 中国海监南海航空支队， 广东 广州 510310
机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域，能够提供近岸全覆盖50 m水深测量；船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云，二者数据在测量区域以及测量范围上具有一定的互补性。文中采用一种基于曲率特征点的改进迭代最近点（ICP）算法，将国产机载测深系统和船载移动测量系统获取的机载激光测深数据、多波束数据、三维激光扫描数据进行配准融合。结果表明，通过将二者数据进行配准融合，可以实现陆地、浅海区域海陆地形的全面精准描述、海陆基准统一，有助于海岛礁地形地貌认识、水下目标物探测及发现等。
数据配准 曲率特征点 ICP算法 机载激光测深系统 船载移动测量系统 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 082802
1 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室, 北京 100048
2 中国地震局地震预测研究所, 北京100036
为了达到机载激光雷达系统潜在的精度，需要对其整个系统进行严格的检校。在分析系统安置参数误差及其影响的基础上，建立起平行重叠航带之间差异分析模型。在平行重叠航带之间运用优化的迭代最近点(ICP)算法，通过配准过程，得到相邻重叠航带之间的刚体变换矩阵，再利用由外方位角元素和平移向量所组成的变换矩阵，实现平行重叠航带之间差异检测。将表达差异的转换参数运用到重叠条带误差分析模型中，推导系统安置参数偏差完成检校。试验结果通过与Tmatch软件检校过程进行对比分析，验证了这种方法的有效性。
激光光学 误差检校 ICP算法 转换参数 参数估计
为了实现港口堆场作业自动化，迫切需要一种快速准确的集卡定位系统。针对此需要设计了一套由运动控制卡、步进电机和2－D激光雷达组合而成的3－D激光雷达扫描系统，采用了一种多个3－D激光雷达系统协同工作的工作方式和与之相适应的改进的ICP数据处理算法以及先粗后精的分级定位方法。该系统工业性试生产的结果表明，装卸效率达到80TEU／h，精度控制在了5mm以内，首次实现了无人驾驶轨道吊车对集卡的快速准确定位。该系统对于其它领域的大型部件的检测定位也有非常重要的意义。
激光技术 测量系统 ICP算法 激光雷达 laser technique measurement system ICP algorithm laser radar
