高精度双向插补点云拼接算法：逆向工程中的精细对接策略

在逆向工程领域，精确拼接三维点云数据是一项关键任务，特别是在处理两个部分重叠但已经粗略对齐到同一坐标系统的点云时。本文介绍了一种名为“双插补点到面ICP算法”的创新方法，它是对传统点到表面ICP算法的一种改良。该算法的核心在于采用B-spline曲面拟合技术来建立原始对应关系。 首先，通过在重叠区域对两片点云进行B-spline曲面拟合，这种方法能够生成更精确的表面模型，从而通过插补出的点来确定初始的对应点集。这样做的好处是利用了曲面的连续性和局部特性，提高了匹配的准确性。 接着，算法引入了一种新颖的“辅助点对”约束，这是一种额外的信息源，用于辅助识别和剔除可能的错误对应点对。通过考虑辅助点对之间的关系以及主曲率信息，算法能够在保持几何特征不变性的前提下，进一步优化对应点集，提高拼接的稳健性。 最后，利用最小二乘法对最终确立的对应点集进行坐标变换的迭代求解，确保拼接后的点云具有高度的精确度。这种结合刚性运动一致性与几何特征不变性的策略，使得该算法在实际应用中表现出更高的精度和实用性。 总结来说，这篇论文提出了一种有效的方法，通过精密的表面拟合、辅助约束以及曲率信息的利用，提升了三维点云数据在逆向工程中的精细拼接性能，为后续的建模、分析和重构提供了坚实的基础。其应用实例证明了该方法在提高拼接精度和适用性方面具有显著的优势。