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三维点云数据配准技术研究的任务书
任务书
任务名称：三维点云数据配准技术研究
任务背景
三维点云数据具有丰富的几何信息，广泛应用于机器人、医学、航空航天、地质勘探等领域。在实际应用中，常常需要将不同采集系统获取或处理的多个点云数据进行配准，以实现全局一致性并获得更准确的信息。因此，点云数据配准技术成为研究热点之一。
任务目的
本任务旨在研究三维点云数据配准技术，包括点云数据预处理、特征提取与匹配、变换估计与优化等方面，探讨点云配准方法的优缺点及适用条件，以及在不同领域的应用情况。
任务内容
1.点云数据预处理
a.数据清洗、去噪、滤波等预处理操作；
b.转换为相同坐标系，消除系统误差。
2.特征提取与匹配
a.提取关键特征，如角点、面点、曲率等；
b.采用对应性度量或基于学习的方法进行特征匹配。
3.变换估计与优化
a.根据特征匹配结果，估计两点云之间的变换关系；
b.采用优化算法（如IterativeClosestPoint）进行变换优化。
4.点云配准的评估与应用
a.评估点云配准的准确性、鲁棒性等性能指标；
b.探讨点云配准在机器人、医学、航空航天、地质勘探等领域的应用情况。
任务要求
1.研究并综述点云配准的相关文献，并对点云配准技术进行分类、整理、分析和比较；
2.实现基于特征匹配和ICP算法的点云配准算法；
3.利用公开数据集进行点云配准实验，并评估所开发算法的性能；
4.撰写至少3000字的毕业论文，其中包括研究背景、技术原理、实验过程、结果分析以及总结和展望。
任务参考
1.ZhangJ,SinghS,MianA.Sift-Less:Robustscale-invariantfeaturematchingforlargescenes[J].IEEETransactionsonImageProcessing,2017,26(6):2845-2858.
2.徐玮,翟庆华,陈国平.基于面点特征的点云配准方法[J].中国科学院大学学报,2019,36(5):609-618.
3.赵青,王邦钧,郭冠中.逐点ICP配准算法及其性能评估[J].计算机辅助设计与图形学学报,2016,28(11):1789-1796.
任务时间
本任务周期为三个月。
月份|任务
-|-
第一月|对点云配准技术进行文献调研，并撰写技术原理部分
第二月|实现点云配准算法，并进行实验
第三月|撰写论文，包括实验过程、结果分析以及总结和展望
任务预算
本任务预算为5000元，主要包括实验设备、实验材料、场地租赁、实验经费等。其中，实验设备为PC机、点云数据采集设备，预计花费3000元；场地租赁、实验材料、实验经费等预计花费2000元。
任务成果
1.毕业论文一篇；
2.研究报告一份，内容包括任务背景、目的、内容、方法、结果以及结论；
3.点云配准算法源代码一份；
4.本任务的实验数据和实验结果一份。