在轮对检测项目中,需要利用准确的轮对点云数据验证算法。由于加工的轮对模型体积大,为了得到轮对模型表面完整三维点云数据,需要从多个视角对轮对进行扫描。不同角度获得的点云坐标系不同,需对不同的点云坐标系进行转换,得到完整的点云数据。论文分析和总结了现有的点云拼接算法,设计完成了点云拼接系统并用于轮对检测项目。论文的主要工作如下:(1)设计完成点云拼接系统。按照工程需要,设计了点云拼接系统的总体框架,开发相应功能模块。系统使用Py Qt5布局页面框架,实现对点云数据的初始拼接和精细拼接操作。VTK与Py Qt5结合,对原始点云、粗拼接结果、精拼接结果以及解算参数进行可视化处理,并将变换后的点云数据保存。(2)实现了基于标志点和基于ICP算法的点云拼接算法。基于标志点的拼接算法,解决点云初步拼接问题,为精细拼接提供较好的初始位置。利用KD-Tree搜索最近点、四元数法求解旋转平移矩阵实现了ICP算法,用于点云精细拼接。实例点云数据拼接评估和测试,得到较好的拼接结果。(3)点云拼接系统在轮对检测中的应用。以扫描的轮对模型点云数据为研究对象,通过点云初始拼接和精细拼接,实现点云拼接流程,获得轮对完整点云数据,并做参数求解。实验表明,本文设计的点云拼接系统可用于轮对检测项目中的模型复原。