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精細(xì)配準(zhǔn)是一種更深層次的配準(zhǔn)方法。經(jīng)過(guò)前一步粗配準(zhǔn)，得到了變換估計(jì)值。將此值作為初始值，在經(jīng)過(guò)不斷收斂與迭代的精細(xì)配準(zhǔn)后，達(dá)到更加準(zhǔn)確的效果。以經(jīng)典的ICP算法為例，該算法首先計(jì)算初始點(diǎn)云上所有點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)云的距離，保證這些點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)云的zui近點(diǎn)相互對(duì)應(yīng)，同時(shí)構(gòu)造殘差平方和的目標(biāo)函數(shù)。ICP算法能夠獲得精正確無(wú)誤的配準(zhǔn)結(jié)果，對(duì)自由形態(tài)曲面配準(zhǔn)問(wèn)題具有重要意義。另外還有如SAA（Simulate Anneal Arithmetic，模擬退火）算法、GA（Genetic Algorithm，遺傳）算法等也有各自的特點(diǎn)與使用范疇。

3D建模的原理

3D建模的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)三維重建過(guò)程，這個(gè)過(guò)程包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理、分割、三角網(wǎng)格化、網(wǎng)格渲染。

由于激光掃描獲取的數(shù)據(jù)中常常伴有雜點(diǎn)或噪聲，影響了后續(xù)的處理，因此為了獲取完整的模型，需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的預(yù)處理，常用的方法有濾波去噪、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)、數(shù)據(jù)插補(bǔ)等。

分割是指將整個(gè)點(diǎn)云聚類(lèi)為多個(gè)點(diǎn)云，每個(gè)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)獨(dú)立的物體對(duì)象。分割算法大體上是先選定一個(gè)點(diǎn)，利用kd樹(shù)計(jì)算以該點(diǎn)為中心的球，球內(nèi)的點(diǎn)都屬于該物體，球的半徑設(shè)為一個(gè)閾值，之后遍歷該物體的其他點(diǎn)都這么處理，會(huì)將點(diǎn)云分割成一個(gè)一個(gè)的物體。

為了便于后續(xù)的網(wǎng)格渲染，需要提前將點(diǎn)云進(jìn)行三角網(wǎng)格化，采用的算法通常是凸包或凹包算法。

以上幾步基本上已經(jīng)得出了點(diǎn)云的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要得到逼真的物體，還需要網(wǎng)格渲染。網(wǎng)格渲染主要為紋理映射，就是將數(shù)碼相機(jī)中的圖像望網(wǎng)格上貼。

經(jīng)過(guò)以上幾步就完成了整個(gè)3D建模。

三角測(cè)距法是一種非接觸式的測(cè)距方法，以三角測(cè)量原理為基礎(chǔ)。紅外設(shè)備以一定的角度向物體投射紅外線，光遇到物體后發(fā)生反射并被CCD（Charge-coupled Device，電荷耦合元件）圖像傳感器所檢測(cè)。隨著目標(biāo)物體的移動(dòng)，此時(shí)獲取的反射光線也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏移值。

經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)后的深度信息仍為空間中散亂無(wú)序的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，僅能展現(xiàn)景物的部分信息。因此必須對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，以獲得更加精細(xì)的重建模型。