MATLAB点云配准与形变建模系统：基于CPD算法的非刚性配准解决方案

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于相干点漂移(CPD)算法的点云非刚性配准，通过概率分布匹配方法精确对齐浮动点云与参考点云。系统支持刚性/非刚性变换建模，提供完整的配准过程可视化和误差分析功能，适用于三维重建、医学图像分析等领域。

详 情 说 明

基于CPD算法的点云配准与形变建模系统

项目介绍

本项目实现了一种基于相干点漂移（CPD）算法的非刚性点云配准与形变建模系统。通过概率分布匹配的方法，将浮动点云精准对齐到参考点云，支持刚性变换和非刚性形变建模。系统采用高斯混合模型（GMM）和期望最大化（EM）优化框架，能够有效处理复杂形状的点云数据，并提供完整的可视化分析和误差评估。

功能特性

• 多模式配准：支持刚性变换和非刚性形变两种配准模式
• 概率优化：基于高斯混合模型的概率分布匹配，鲁棒性强
• 可视化分析：实时显示配准过程、误差分布和收敛曲线
• 参数可配置：灵活设置迭代次数、容差阈值等关键参数
• 完整输出：提供配准结果、变换参数和误差指标

使用方法

1. 准备输入数据

- 参考点云：N×3矩阵格式的三维坐标数据 - 浮动点云：M×3矩阵格式的三维坐标数据

1. 配置参数

- 选择变换类型（刚性/非刚性） - 设置最大迭代次数和收敛容差 - 调整算法相关参数

1. 执行配准

- 运行主程序开始配准计算 - 系统自动显示迭代过程和实时结果

1. 查看输出结果

- 配准后的点云坐标数据 - 变换参数（旋转矩阵、平移向量或形变场） - 配准误差指标和可视化图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持三维图形显示功能
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括点云数据的读取与预处理、配准算法的参数设置与执行、变换结果的计算与输出，以及配准过程的可视化展示和误差分析。该文件通过协调各功能模块，实现了从数据输入到结果输出的完整工作流程，用户可通过修改配置参数适应不同的配准需求。