蔡 勇，秦现生，张雪峰，张培培，单 宁

CAI Yong1,QIN Xian-sheng1,ZHANG Xue-feng1,ZHANG Pei-pei1,SHAN Ning2

（1. 西北工业大学 机电学院，西安 710072；2. 武警工程学院 装备运输系，西安 710086）

0 引言

全貌立体视觉测量是近几十年发展起来的非接触测量技术，已广泛应用于国防、工业、建筑等工程实践中[1]。在三维视觉测量过程中，由于摄像机视场限制或被测物内凹导致的自遮挡等多种因素，通常需要从多角度或多摄像机分别采集被测物表面信息。所获与扫描仪各实时位姿相关的三维点集合为多视点云，最终需归一到世界坐标系下，称多视点云对齐(registration)[2]。

目前有多种采集多视点云与对齐的方法。已有如双经纬仪法[3]，利用两台经纬仪观测被测物表面或邻近的控制点空间坐标，求得摄像机在不同测量位置坐标系到双经纬仪所在世界坐标系的转换对齐。类似的，通过激光跟踪仪[4]或激光设备[5]确定空间标记点坐标，精度更高。求解已知坐标的空间特征点在各图像中不同位置来对齐局部点云，或跟踪局部摄像机坐标系原点在世界坐标系中的坐标值，随时向世界坐标系转换局部摄像机所获数据。这些方法转换次数少，使效率与精度都较高，但都是属于点测量，匹配点冗余少，且获得全局点的真实坐标较为困难，拍摄角度难以控制，易遮挡。Besl提出的ICP(Iterative Closed Point)[6]及其改进算法[7]是目前一种基本对齐算法。该算法对起始状态要求很严，否则易产生误匹配而陷入局部极小值，每次迭代都需计算目标点集内每个点在参考点集内对应点，导致计算量很大。……