点群表面再構成は月探査分野における重要な技術の一つであり、その効果は点群の品質に影響される。点群の精度を向上させるとともに、再構成された表面の詳細特徴を強化し過度な平滑化を避けるため、点群法線ベクトルのユークリッド距離と曲面投影による表面再構成手法を提案した。まず、主成分分析法を用いて非構造化点群の法線ベクトルを推定し正規化処理を行い、ボクセルフィルタリング手法でデータ前処理を実施し外れ値を除去した。次に、各方位依存重み関数に基づく移動最小二乗法を用いて点群を投影し、平滑かつ局所的な幾何学的特徴を保持した点群データを得た。最後に、ポアソンアルゴリズムを使用して暗黙表面再構成を実現し三角形メッシュを構築した。インディアナの溶岩管形状パラメータを分析し、アルゴリズムパラメータが再サンプリングおよび表面再構成に与える影響を検討した。結果は、投影半径30mm、法線差閾値5°の時に再サンプリング精度が最も高く、点群の平均二乗誤差が13.9mm未満であり、投影半径40mm、法線差閾値5°の時に表面再構成効果が最適で、再構成表面の平均二乗誤差が67.6mm未満であった。最遠点サンプリング、法線空間サンプリング、均一サンプリング、ボクセルサンプリング法と比較して、本手法はより高精度な表面再構成を実現でき、自然溶岩管点群の表面再構成に適しており、高精度な月面溶岩管3Dモデルの構築に利用可能である。

レーザースキャナー;点群表面再構成;月探査;溶岩管;再サンプリング