三维激光扫描技术以其独特的优势,在工程领域得到广泛应用。现阶段三维激光扫描技术研究的重点主要集中在后期的点云数据处理阶段,根据实际需求从大量的无序点中提取满足要求的点云信息,具有重要价值。本文从离散点云中提取平面特征作为出发点,研究了法向量估算方法、离散点云数据中平面特征点云提取方法、基于平面曲率零阈值特点的平面拟合方法。论文所开展的主要工作有:1.采用局部曲面拟合方法估算法向量时,平坦区域法向量估算结果较好,各点的法向量具有相似性,但在过渡曲面处或尖锐特征点处的法向量计算结果误差偏大,这是由邻域内点的属性不同引起的,因此法向量估算时,邻域内各点的属性信息对法向量估算影响较大。基于此出发点,本文改进了法向量估算方法,利用邻域属性信息修正法向量。首先采用特征值法计算各点的初始法向量,其次通过参考点与邻域内各点的空间距离和法向量偏差,利用空间距离权函数和法向偏差权函数对邻域内各点法向量赋予不同的权值,循环迭代,修正法向量。通过实验证明本文方法效果较好,提高了法向量估算精度。2.分析了区域生长算法和Hough变换法在提取平面特征时存在的问题,并在此基础上,将动态迭代聚类分析应用到平面提取,首先估算各点法向量和过各点的平面参数,选取最小主成分接近于零的点作为初始类,合并邻域内与初始类平面的法向量夹角和距离小于阈值的点,循环迭代,最后剔除类中点云数量较少的类。本文方法在提取平面时,能够解决平面提取时同一平面点云因遮挡或噪声被分割为多个平面的问题,快速、有效地提取离散点云中平面特征。3.针对平面拟合过程中噪声干扰问题,提出一种基于曲率零阈值约束的平面拟合方法,首先计算各点的曲率,然后抽取数据集中高斯曲率和平均曲率绝对值小于零阈值的点,最后利用抽取的数据集拟合平面。结合实测数据特点,给出了零阈值设置方法。最后通过仿真和真实数据验证此方法的平面拟合效果,实验结果表明:在同样环境下,本文方法提高了平面拟合精度。