三维点云模型再现了物体的位置、颜色和形状,所呈现的三维立体图形具有物理景深,显示效果丰富、生动,以低成本建立一个富有真实感的三维空间,解决了传统的建模软件所带来的耗时耗力以及效率低的问题,在文物保护、远程医疗、3D游戏等领域有着广泛的应用。本文以Kinect传感器获取的点云数据为研究对象,对点云数据配准以及相关技术进行研究。结合Kinect for Windows SDK开发包,利用C++编程语言以及PCL点云库,设计了一套基于Kinect的点云配准系统。本文根据功能需求,将系统分为三大模块:点云数据获取、点云预处理、点云配准。在点云获取模块,利用Kinect for Windows SDK 2.0提供的接口函数来驱动Kinect设备进行扫描,获取带颜色的点云数据;在点云预处理模块,以获取的点云数据作为输入,先通过直通滤波的方式,提取出目标点云,其次通过半径滤波结合双边滤波的方式对噪声进行处理;在点云配准模块,以预处理后的点云数据作为输入,先采用本文提出的基于Hausdorff距离提取关键点的改进初始配准方法:进行体素化采样,然后计算每个点及其邻域点的Hausdorff距离,绘制其正态分布图,将点云分为关键点、非关键点,对关键点进行特征匹配及奇异值分解。得到配准的初值以后,采用一种BBF优化kdtree的优化ICP算法,完成两帧间点云模型的精确配准。最后采用针对不同视图中点云序列的多视图对齐算法,将不同视角下的点云统一到同一坐标系下,完成三维点云数据的全局配准。经测试,系统界面直观的展现了实验结果,且系统经过采集、预处理、配准最终得到洗衣液桶的三维点云模型。本系统所需Kinect设备成本低廉,具体步骤简单易行,具有一定的实用价值。