Ανάπτυξη, εφαρμογή και σύγκριση τεχνικών ευθυγράμμισης βασισμένων σε γεωμετρικούς περιγραφείς - Hoxha, Erjon (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών, 2015)
Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και η παρουσίαση τεχνικών ευθυγράμμισης τρισδιάστατων νεφών σημείων που βασίζονται σε ζεύγη αντίστοιχων σημείων. Η διαδικασία της ευθυγράμμισης έχει ως στόχο την εύρεση κατάλληλου γεωμετρικού μετασχηματισμού μέσω του οποίου εξομαλύνονται οι γεωμετρικές αποκλίσεις ανάμεσα σε διαφορετικές απεικονίσεις του ίδιου αντικειμένου. Αρχικά, πραγματοποιείται μια επισκόπηση των τεχνικών ευθυγράμμισης που συναντώνται στην βιβλιογραφία και κατόπιν ταξινομούνται βάσει συγκεκριμένων κριτηρίων. Παρουσιάζονται οι τεχνικές λήψης των δεδομένων εισόδου και αναλύεται ο αισθητήρας Microsoft Kinect. Στις συγκεκριμένες μεθόδους, ο προσδιορισμός των αντίστοιχων ζευγών σημείων μεταξύ των δυο συνόλων δεδομένων γίνεται συγκρίνοντας τα σημεία με βάση τους γεωμετρικούς περιγραφείς. Ένας γεωμετρικός περιγραφέας κωδικοποιεί τις γεωμετρικές ιδιότητες μίας καθορισμένης περιοχής γύρω από ένα σημείο, με στόχο την μοναδική περιγραφή και αναγνώρισή του σε όλο το σύνολο των σημείων, χωρίς να επηρεάζεται από το θόρυβο ή την πυκνότητα του νέφους σημείων. Ο καθένας από αυτούς χρησιμοποιεί διαφορετικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά και υπολογίζεται με διαφορετικό τρόπο. Ο υπολογισμός των γεωμετρικών περιγραφέων για κάθε σημείο αποτελεί ένα βήμα της πλήρους μεθοδολογίας. Στα επόμενα βήματα, τα λανθασμένα αντίστοιχα σημεία απορρίπτονται και από τα υπόλοιπα ζεύγη αντίστοιχων σημείων υπολογίζεται ένας ολικός γεωμετρικός μετασχηματισμός που στην συνέχεια χρησιμοποιείται για την ευθυγράμμιση των δυο νεφών σημείων. Οι προτεινόμενες τεχνικές ευθυγράμμισης εφαρμόστηκαν σε ένα σύνολο διαθέσιμων τρισδιάστατων νεφών σημείων, τα οποία λήφθηκαν με τον αισθητήρα Microsoft Kinect. Η αποδοτικότητα και η ακρίβειά τους αξιολογήθηκε τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά. Οι μέθοδοι με βάση τους γεωμετρικούς περιγραφείς συγκρίνονται μεταξύ τους καθώς και με την μέθοδο ευθυγράμμισης που βασίζεται στον επαναληπτικό αλγόριθμο πλησιέστερων σημείων ICP. Τέλος, σχολιάζεται ο καθορισμός των παραμέτρων για τις οποίες η κάθε μέθοδος επιτυγχάνει ευθυγράμμιση με την ελάχιστη απόκλιση μεταξύ των δυο απεικονίσεων.