3D点云形状特征的二维主流形描述

来源：软件学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：孙晓鹏,王冠,王璐,魏小鹏

单位：孙晓鹏，辽宁师范大学 计算机与信息技术学院 计算机系统研究所, 辽宁 大连 116029;北京邮电大学 智能通信软件与多媒体北京市重点实验室, 北京 10087611,王冠，辽宁师范大学 计算机与信息技术学院 计算机系统研究所, 辽宁 大连 11602902,王璐，辽宁师范大学 计算机与信息技术学院 计算机系统研究所, 辽宁 大连 11602903,魏小鹏，大连理工大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116024;辽宁省先进设计与智能计算省部共建教育部重点实验室大连大学, 辽宁 大连 11662204

摘要：首先,对空间分布不均匀且无序的三维点云构造其二维主流形,并以与球面同胚的封闭曲面网格形式给出其二维主流形的二次优化逼近,以主流形网格有序均匀的结点分布表示三维点云空间分布无序且不均匀的形状特征,降低了三维形状描述的难度;然后,以基本几何变换作为快速粗对齐、以迭代最近法向点(ICNP)方法作为精准对齐,确定两个主曲面网格之间最佳刚性变换,ICNP方法在寻找最近点时考虑法向夹角,利用了更多的几何信息,实现快速精准的刚性对齐,兼顾计算精度和速度;最后,以对齐误差作为两个3D点云之间形状差异测度.实验结果表明:所提出的基于主流形二次曲面网格优化逼近的三维点云模型形状描述方法对三维点云的分辨率和噪声等干扰因素具有较高的健壮性,可以用于三维检索的形状描述.

关键词：形状特征;二维主流形;网格优化逼近;三维检索;ICNP

基金资助：国家自然科学基金(60873110, 61170143, 61472170); 智能通信软件与多媒体北京市重点实验室开发课题(ITSM201301)