题目：三维扫描数据全局自动配准方法研究

随着现代工业的发展，人们对物体表面三维模型的需求日益增加。利用从扫描仪获取的三维扫描数据构造物体完整三维几何模型（三维扫描建模技术）的研究引起了人们很大的关注。如何快速、高精度地实现三维扫描建模成为现代工业发展中的一个亟待解决的难题。论文针对三维扫描建模技术中的全局自动配准方法及关键技术进行了深入研究和实验验证。论文主要内容包括：1． 研究了三维扫描测量系统的标定方法，提出了一种基于双一维靶标的摄像机标定方法，实验证明该标定方法精度较高，且使用灵活。2． 研究了三维特征匹配方法特别是基于点特征的匹配方法，提出基于局部曲率分布图（RCM）的特征匹配方法，通过在特殊的映射平面上统计邻域点的曲率分布，抑制了法向误差和曲面残缺的影响。实验证明该描述符较传统描述符有更高的匹配率。3． 研究了两曲面自动配准方法，实现了动态匹配点对筛选方法，将匹配点对的建立和筛选同步进行，利用筛选后的匹配点对集合实现曲面初始配准，再用ICP算法进行精确配准。经实验验证该配准方法有较高的配准效率。4． 将两个曲面之间的三维特征匹配扩展到多个曲面上，实现了多个曲面中重叠曲面的搜索。实现了一种基于概率模型的多曲面全局自动配准方法，通过计算某曲面和其余曲面重叠的概率，确定候选的重叠曲面。为了便于测量人员实时观察测量进度并制定扫描仪路径规划，实现了一种同步自动配准方法。5． 分别采用斯坦福大学三维数据库中的真实扫描数据和实际扫描维纳斯石膏头像所得三维数据验证了两种全局自动配准方法。实验证明了两种配准方法的可行性。