基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法

作     者：朱婧怡 杨鹏程 孟杰 张津京 崔嘉宝 代阳 ZHU Jing-yi;YANG Peng-cheng;MENG Jie;ZHANG Jin-jing;CUI Jia-bao;DAI Yang

作者机构：西安工程大学机电工程学院陕西西安710048 中国社会科学院考古研究所北京100101 

出 版 物：《中国光学（中英文）》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2024年第17卷第3期

页      面：572-579页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划——面上项目(No.2022JM-219) 陕西省教育厅专项科研计划(No.22JK0404) 

主　　题：曲率特征 曲率阈值 分类降采样 点云配准 文物数字化 

摘      要：三维重构是文物数字化的关键技术,其中三维点云配准精度是评估重构质量优劣的重要指标之一。实际采样中,文物点云细节信息繁多,传统降采样后易出现细节缺失从而影响配准精度。为了解决这一问题,本文提出了一种基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法。首先,通过线性矩阵激光测量获取文物的三维点云数据。其次,计算所有点的曲率值,并设置曲率阈值进行点云分类,不同点集按照其特征属性进行不同权重的降采样,从而最大限度地保留点云的形态特征和细节信息。最后,通过求解刚性变换模型实现点云配准。点云配准前的降采样处理后点云数据降至原始点云的1/3,与传统的整体降采样ICP方法相比,平均距离从0.89 mm约降至0.59 mm,标准偏差从0.29 mm约降至0.18 mm。在降低点云数据的同时也保证了配准的精度,适用于不同类型的文物点云数据。