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改进权重的迭代最近点算法在点云配准中的应用 预览
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作者 张崇军 许烨璋 +2 位作者 郑善喜 郑家根 张艳 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2019年第4期417-420,共4页
针对传统迭代最近点算法不具备抗差性的难题,利用迭代最近点算法配准残差的分布规律,综合M估计及选权迭代思想,提出改进权重的迭代最近点配准算法。根据每个点对配准计算出对应的初始权重,然后在附加点对权重的基础上使用选权迭代法计... 针对传统迭代最近点算法不具备抗差性的难题,利用迭代最近点算法配准残差的分布规律,综合M估计及选权迭代思想,提出改进权重的迭代最近点配准算法。根据每个点对配准计算出对应的初始权重,然后在附加点对权重的基础上使用选权迭代法计算出满足条件的权重,以达到抵御粗差的目的。结果表明,选权迭代过程能合理改善三维空间转换参数计算的结果,提出的改进算法较适合含粗差点的点云数据的配准。 展开更多
关键词 点云数据 配准 M估计 选权迭代法 迭代最近点算法
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基于点云的转子表面缺陷检测方法 预览
2
作者 李宇萌 段欣伯 马蓬勃 《计算机与现代化》 2019年第10期101-107,共7页
转子缺陷影响鼓风机运转,降低工作性能,为工业生产带来安全隐患。传统人工检测费时费力,检测和标注精度低,且难以进行缺陷精准分类。因此,本文基于机器视觉获取点云数据,对其进行预处理,并对比基于点云配准和基于工件特征的2种缺陷检测... 转子缺陷影响鼓风机运转,降低工作性能,为工业生产带来安全隐患。传统人工检测费时费力,检测和标注精度低,且难以进行缺陷精准分类。因此,本文基于机器视觉获取点云数据,对其进行预处理,并对比基于点云配准和基于工件特征的2种缺陷检测方法。实验结果表明,基于工件特征的缺陷检测能得到更精确的缺陷标注和分类效果,并为缺陷检测方法研究工作提供了新的方向。 展开更多
关键词 机器视觉 点云数据 缺陷检测 点云配准 工件特征
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基于四元约束的多视角建筑物Lidar点云配准方法 预览
3
作者 沈长江 吴云东 +1 位作者 蔡国榕 陈水利 《集美大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第5期393-400,共8页
基于建筑物Lidar点云的特点,提出一种基于四元约束的多视角点云配准算法。建筑物Lidar点云的实验结果表明,在复杂和大场景建筑物Lidar点云的多视角配准中,该算法可以得到较好的配准精度。
关键词 三维重建 ICP算法 LIDAR点云 FPFH特征 多视角 点云配准
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几何刚性和法向量采样一致性的点云配准算法
4
作者 张谦 李梦瑶 成晓强 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期112-117,共6页
针对三维激光点云配准中随机采样一致性(RANSAC)算法存在采样次数多、准确度低的缺点,该文提出了一种结合几何刚性和法向量一致性的点云配准算法。该算法通过改进采样策略降低采样次数并提升匹配精度,首先将点云的法向量信息加入采样集... 针对三维激光点云配准中随机采样一致性(RANSAC)算法存在采样次数多、准确度低的缺点,该文提出了一种结合几何刚性和法向量一致性的点云配准算法。该算法通过改进采样策略降低采样次数并提升匹配精度,首先将点云的法向量信息加入采样集,使得每次的采样点从三对减少为两对;接着以两对采样点的刚性和法向量一致性计算置信度来确定当前采样是否置信;最后以迭代运算选取采样内点数最高的样本来估算变换矩阵实现点云精确配准。对激光三维点云进行配准试验,结果表明,本文方法在匹配效率及匹配性能上均优于传统RANSAC算法,且配准精度更高。 展开更多
关键词 采样一致性 几何刚性 法向量 三维点云 点云配准
点云数据精简与配准研究 预览
5
作者 庞正雅 周志峰 +1 位作者 钱莉 叶珏磊 《软件导刊》 2019年第6期25-28,34共5页
由于激光雷达等扫描设备得到的点云存在数据量大、数据中掺杂噪声较多等一系列问题,提出一种基于特征点保持的点云精简与配准方法。首先利用K-means算法对所有点云数据聚类,滤除掉噪声点云,再进行精简化处理;随后在精简的基础上用KD-tre... 由于激光雷达等扫描设备得到的点云存在数据量大、数据中掺杂噪声较多等一系列问题,提出一种基于特征点保持的点云精简与配准方法。首先利用K-means算法对所有点云数据聚类,滤除掉噪声点云,再进行精简化处理;随后在精简的基础上用KD-tree对数据进行最近邻搜索以加快对应点查找速度,从而为配准节省一定的时间;最后根据欧氏距离选择合适的初值减少匹配误差。实验结果表明,精简后的点云数据保持了基本特征,一定程度上减少了配准时间和误差。 展开更多
关键词 K-MEANS聚类 KD-TREE 点云精简 点云配准
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基于SketchUp的建筑物实景三维模型重建 预览
6
作者 王涛 柳德江 +1 位作者 阳利永 曾举 《软件》 2019年第4期74-76,共3页
随着三维激光扫描仪的价格不断下降,激光扫描技术的不断完善和数据处理方法的不断提升,三维激光扫描技术应用越来越广泛。本文通过STONEX X500Plus三维激光扫描仪采集传习馆点云数据,利用SketchUp软件,详细介绍建筑物三维建模的主要技... 随着三维激光扫描仪的价格不断下降,激光扫描技术的不断完善和数据处理方法的不断提升,三维激光扫描技术应用越来越广泛。本文通过STONEX X500Plus三维激光扫描仪采集传习馆点云数据,利用SketchUp软件,详细介绍建筑物三维建模的主要技术流程,实现建筑物点云数据实景三维建模。 展开更多
关键词 SKETCHUP 三维激光 点云配准 点云滤波
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一种三维重建技术中基于点云粗配准方法 预览
7
作者 金雪松 宋雨齐 《哈尔滨商业大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期195-198,共4页
伴随着计算机技术应用与三维扫描应用的发展,点云三维重建技术被普遍的应用到计算机辅助设计、虚拟现实、测量学、医学等各种领域.选取了斯坦福大学提供的点云数据作为研究对象,提出了从点云配准,点云降采样,点云滤波到重建三角面的实... 伴随着计算机技术应用与三维扫描应用的发展,点云三维重建技术被普遍的应用到计算机辅助设计、虚拟现实、测量学、医学等各种领域.选取了斯坦福大学提供的点云数据作为研究对象,提出了从点云配准,点云降采样,点云滤波到重建三角面的实现方案.通过粗配准算法处理点云,使用精配准ICP算法;经过配准得到的点云降采样;采用双边滤波平滑点云;重建点云模型.通过对比斯坦福大学提供的重建后的模型,结果表明,本文的方法在点云三维重建方面有较好的表现. 展开更多
关键词 点云数据 点云配准 ICP 双边滤波 三角剖分
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基于典型相关分析的点云配准算法
8
作者 唐志荣 刘明哲 +2 位作者 蒋悦 赵飞翔 赵成强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期165-173,共9页
提出了一种基于典型相关分析的点云配准算法。对目标点云和待配准点云进行中心化处理,将其绕坐标原点进行转动,两组点云满足各维度间相关系数平方值最大;采用典型相关分析法,对两组转动矩阵进行求解;使用转动矩阵,求解两点云间刚性变换... 提出了一种基于典型相关分析的点云配准算法。对目标点云和待配准点云进行中心化处理,将其绕坐标原点进行转动,两组点云满足各维度间相关系数平方值最大;采用典型相关分析法,对两组转动矩阵进行求解;使用转动矩阵,求解两点云间刚性变换的旋转矩阵和平移向量,实现了点云的配准。利用协方差矩阵特征值的比例开方值,对待配准点云进行等比例放大,完成了仿射配准。当点云无序、数据存在遮挡、缺失不完整、放缩及有噪声干扰时,仿真结果表明,相比于其他几种算法,所提算法能快速精确配准,且稳定性良好。 展开更多
关键词 测量 点云配准 典型相关分析 相关系数 仿射配准
基于深度图像的激光点云配准算法 预览
9
作者 包竹 谢磊 +1 位作者 陆楠楠 常吉亮 《中国航海》 CSCD 北大核心 2019年第2期8-11,16共5页
针对迭代最近点(Iterative Closet Point, ICP)在配准过程中容易陷入局部最优的情况,提出一种基于深度图像匹配的点云配准算法。通过点云深度信息得到点云在投影平面上的深度图像,采用深度图像的配准选择定向二进制简单描述符(Oriented ... 针对迭代最近点(Iterative Closet Point, ICP)在配准过程中容易陷入局部最优的情况,提出一种基于深度图像匹配的点云配准算法。通过点云深度信息得到点云在投影平面上的深度图像,采用深度图像的配准选择定向二进制简单描述符(Oriented Fast and Rotated BRIEF,ORB)算法对深度图像进行配准,对匹配结果采用随机采样一致性(RANSAC)算法对配准特征点进行筛选,剔除错误匹配点,保留匹配正确的图像特征点,将其索引到三维点云数据中。根据匹配的三维点云数据计算点云初始旋转矩阵和平移向量,调整点云初始位置,为后续精配准提供良好的初始位置,同时用ICP算法完成精配准,基于PCL(Point Cloud Library)开源数据库实现精配准过程。通过改进可有效缓解现有算法中存在的迭代易陷入局部最优的问题,提高精配准的速度、精度和可靠度等,并通过试验的手段验证算法的有效性。 展开更多
关键词 深度图像 ORB算法 图像配准 点云配准 ICP算法
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高维正交子空间映射的尺度点云配准算法
10
作者 蒋悦 黄宏光 +2 位作者 舒勤 宋昭 唐志荣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期290-300,共11页
为了解决三维点云在无序、数据被遮挡以及噪声干扰情况下的配准问题,提出了一种高维正交子空间映射的尺度点云配准算法。根据能量-功率的比值,对待配准点云进行等比例放大,完成仿射配准。在点云无序、数据被遮挡、尺寸放缩以及噪声干扰... 为了解决三维点云在无序、数据被遮挡以及噪声干扰情况下的配准问题,提出了一种高维正交子空间映射的尺度点云配准算法。根据能量-功率的比值,对待配准点云进行等比例放大,完成仿射配准。在点云无序、数据被遮挡、尺寸放缩以及噪声干扰的情况下,所提算法与经典ICP(Iterative Closest Point)算法的配准精度相当。与经典ICP算法相比,所提算法对Bunny点云数据的配准效率提高了98%,对Dragon点云数据的配准速度至少提高了20倍,且在对大尺度Dragon点云数据的配准中,所提算法的配准时间比经典ICP算法短6210.4 s,配准精度也高于其他算法。所提算法不会陷入局部最小值,在快速精确配准和稳定性方面有明显的优势。 展开更多
关键词 机器视觉 点云配准 正交子空间 仿射配准 噪声
改进的多分辨率点云自动配准算法
11
作者 王勇 黎春 +1 位作者 何养明 陈荟西 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第10期2236-2240,共5页
为解决三维点云配准精度低、速度较慢、易受噪声和外点干扰的问题,提出一种改进的多分辨率点云自动配准算法.算法首先对源点云和目标点云建立KD-tree以加快近邻点的搜索;然后采用基于法向量和特征直方图的配准方法实现粗配准,并对其中... 为解决三维点云配准精度低、速度较慢、易受噪声和外点干扰的问题,提出一种改进的多分辨率点云自动配准算法.算法首先对源点云和目标点云建立KD-tree以加快近邻点的搜索;然后采用基于法向量和特征直方图的配准方法实现粗配准,并对其中的特征提取部分进行了改进,能有效提取特征点,且不会损失大量特征不明显的点云信息.为了进一步提高配准精度,精配准提出一种改进的多分辨率迭代最近点算法,算法提出利用特征点的稠密度计算点云分辨率,同时对关键点采样方法进行了改进.实验结果表明,对于不同规模和含不同程度噪声的点云,此方法在精度、速度、抗噪性方面都得到了改善. 展开更多
关键词 点云配准 KD-TREE 多分辨率 迭代最近点
基于改进动态差分进化算法的点云配准 预览
12
作者 李传龙 佃松宜 刘海亮 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第3期59-64,共6页
针对不同视角下的点云配准问题,提出一种基于改进动态差分进化算法的配准方法。首先利用主成分分析方法估算点云的曲率值与法向量,并根据法向量计算每个点与其k邻域点的法向量的夹角平均值。然后利用曲率和法向量夹角平均值构造第一特... 针对不同视角下的点云配准问题,提出一种基于改进动态差分进化算法的配准方法。首先利用主成分分析方法估算点云的曲率值与法向量,并根据法向量计算每个点与其k邻域点的法向量的夹角平均值。然后利用曲率和法向量夹角平均值构造第一特征参数进行第一次特征点提取,以及利用曲率值构造第二特征参数对点云进行第二次特征点提取。根据得到的特征点云,最后利用提出的一种基于耦合-最优排序变异的改进动态差分进化算法计算配准参数得到初始配准结果,再利用改进的迭代最近点算法进行细配准。实验表明,该配准算法具有配准时间短和配准精度高的优点。 展开更多
关键词 点云配准 动态差分进化 主成分分析 特征提取 迭代最近点
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迭代最近点算法的改进策略 预览 被引量:1
13
作者 赵夫群 方荣 《计算机与现代化》 2019年第1期17-20,共4页
迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法是一种最为常见的点云配准方法,虽然配准精度高,但收敛速度慢,对含噪声、覆盖率较低点云的配准效果不佳。鉴于此,本文提出3种ICP算法的改进方法。针对含噪声的点云,采用概率ICP算法来抑制... 迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法是一种最为常见的点云配准方法,虽然配准精度高,但收敛速度慢,对含噪声、覆盖率较低点云的配准效果不佳。鉴于此,本文提出3种ICP算法的改进方法。针对含噪声的点云,采用概率ICP算法来抑制噪声点对配准结果的影响,提高配准精度;为了提高点云配准速度,采用坐标ICP算法实现点云的快速配准;针对低覆盖率点云,采用盒子ICP算法实现配准,可以大大提高配准精度和速度。通过兔子点云配准实验表明,3种改进的ICP算法在点云配准精度和速度方面都有很大程度的提高,均为有效的点云配准方法。 展开更多
关键词 点云配准 迭代最近点 高斯概率 坐标轴 盒子结构
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结合尺度不变特征的Super 4PCS点云配准方法 预览
14
作者 鲁铁定 袁志聪 郑坤 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2019年第5期15-20,共6页
点云配准是三维模型重建中的关键步骤。针对传统初配准方法效率低等问题,提出一种结合点云特征的超四点快速鲁棒匹配算法(super four point fast robust matching algorithm,Super4PCS)。首先对点云数据进行尺度不变特征提取,凸显点云... 点云配准是三维模型重建中的关键步骤。针对传统初配准方法效率低等问题,提出一种结合点云特征的超四点快速鲁棒匹配算法(super four point fast robust matching algorithm,Super4PCS)。首先对点云数据进行尺度不变特征提取,凸显点云的局部特征;然后把提取的特征点作为Super4PCS算法的初始值,以便实现源点云与目标点云的初配准;最后在初配准的基础上利用最近点迭代(ICP)算法进行精确配准。通过斯坦福兔子点云及实测点云数据对比分析,表明该算法具有更好的配准性能。 展开更多
关键词 点云配准 尺度不变特征 特征点 超四点快速鲁棒匹配算法 ICP算法
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基于几何属性和改进ICP的点云配准方法 预览
15
作者 赵夫群 贾一婷 《信息技术》 2019年第4期33-38,共6页
点云配准是三维重建的重要研究内容之一,其精度将直接影响到建模结果的好坏。为了提高点云配准的精度和收敛速度,首先提取点云的法矢和曲率等几何属性;然后根据点云密度将点云进行区域划分,并选取不同点云区域中的曲率极值点,再通过对... 点云配准是三维重建的重要研究内容之一,其精度将直接影响到建模结果的好坏。为了提高点云配准的精度和收敛速度,首先提取点云的法矢和曲率等几何属性;然后根据点云密度将点云进行区域划分,并选取不同点云区域中的曲率极值点,再通过对极值点对的相似性度量来实现点云粗配准;最后采用基于K-d树的改进ICP算法进一步实现点云细配准。实验采用颅骨点云数据模型对该方法进行配准验证,结果表明,基于几何属性和改进ICP的点云配准方法是一种精度高、速度快的点云配准方法。 展开更多
关键词 点云配准 几何属性 邻域特征 迭代最近点 K-D树
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基于混合算法的点云配准方法研究 预览
16
作者 任伟建 高梦宇 +2 位作者 高铭泽 张鹏 刘丹 《吉林大学学报:信息科学版》 CAS 2019年第4期408-416,共9页
为解决ICP(Iterative Closest Point)算法对初始点云位置要求高且易陷入局部最优的问题,提出一种新的配准方法。首先遵从优势互补基本思想,结合将人工萤火虫算法和粒子群算法生成自适应人工萤火虫-粒子群算法(AAGPSO:Adaptive Artificia... 为解决ICP(Iterative Closest Point)算法对初始点云位置要求高且易陷入局部最优的问题,提出一种新的配准方法。首先遵从优势互补基本思想,结合将人工萤火虫算法和粒子群算法生成自适应人工萤火虫-粒子群算法(AAGPSO:Adaptive Artificial Glowworm-Particle Swarm Optimization),以使算法的收敛速度变快,解的精度得到提高;其次优化迭代最近点算法(ICP),将已改进的AAGPSO算法引入ICP配准算法中进行点云配准,解决ICP算法因点云的初始位置相差较大而陷入局部最优问题,加快整体的配准效率。通过实验对比原始ICP配准方法和改进的配准方法并对其进行误差分析,结果验证了AAGPSO算法在传统ICP算法的基础上提高了配准精度,并且加快了算法收敛速度,改进的配准方法具有明显优越性。 展开更多
关键词 人工萤火虫-粒子群优化算法 点云配准 ICP算法
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快速四点一致性点云粗配准算法
17
作者 刘世光 王海荣 刘锦 《山东大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-7,共7页
为了解决四点全等集合(4-points congruent sets, 4PCS)在两片点云重叠率较低的情况下算法耗时长且配准容易失败的问题,提出快速四点一致性集合(fast 4-points congruent sets, F-4PCS)解决点云配准问题。给出一种新的选择四点基的方法... 为了解决四点全等集合(4-points congruent sets, 4PCS)在两片点云重叠率较低的情况下算法耗时长且配准容易失败的问题,提出快速四点一致性集合(fast 4-points congruent sets, F-4PCS)解决点云配准问题。给出一种新的选择四点基的方法,给定源点云和目标点云,分别提取出它们的边界,将边界扩展为边界特征带,在边界特征带中选取具有一致性的四点基集合,从而避免一些不必要的迭代。通过对四点基的特征限制,去除无效的四点基,减少算法的验证时间,提高计算效率。在相关数据集上的试验表明,在点云重叠率较低等情况下F-4PCS方法比4PCS方法更加高效且配准成功率较高。 展开更多
关键词 点云 配准 特征 四点基 4PCS F-4PCS
基于RGB-D相机的油菜分枝三维重构与角果识别定位 预览 被引量:4
18
作者 徐胜勇 卢昆 +3 位作者 潘礼礼 刘泰格 周雨欣 汪波 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期21-27,共7页
为实现高效低成本的油菜植株三维建模和表型参数在线测量,提出一种基于RGBD相机的油菜分枝三维重建和角果识别定位方法。使用Kinect传感器拍摄角果期油菜分枝在4个视角下的彩色图像和深度图像,进而获取油菜植株的三维点云并滤波。对配... 为实现高效低成本的油菜植株三维建模和表型参数在线测量,提出一种基于RGBD相机的油菜分枝三维重建和角果识别定位方法。使用Kinect传感器拍摄角果期油菜分枝在4个视角下的彩色图像和深度图像,进而获取油菜植株的三维点云并滤波。对配准的点云进行旋转变换,计算点云的曲面法矢量和曲率,并由曲率相近的点构成配对点对,再使用基于KD-tree搜索的最近点迭代(ICP)算法实现点云的初配准。将初配准误差作为参考值,调整ICP算法的对应点距离阈值,使用初配准的操作流程对初配准得到的新点云进行再次配准,完成精配准。结合该三维重建方法和针对性的彩色图像处理方法,得到去除主茎的单分枝油菜角果的完整点云,再进行欧氏聚类实现单个角果的空间定位。实验结果表明,提出的三维重建方法具有较强的实时性和鲁棒性,单个角果的三维形态清晰可见,点云平均距离误差小于0.48mm,角果总体识别正确率不小于96.76%。 展开更多
关键词 油菜 KINECT 三维重建 点云配准 最近点迭代算法 角果识别
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基于区域分割的低覆盖点云配准算法 预览
19
作者 汤慧 周明全 耿国华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第11期3355-3360,共6页
针对低覆盖点云配准的时间复杂度高、收敛速度缓慢以及对应点匹配易错等问题,提出一种基于区域分割的点云配准算法。首先,利用体积积分不变量计算点云上点的凹凸性,并提取凹凸特征点集;然后,采用基于混合流形谱聚类的分割算法对特征点... 针对低覆盖点云配准的时间复杂度高、收敛速度缓慢以及对应点匹配易错等问题,提出一种基于区域分割的点云配准算法。首先,利用体积积分不变量计算点云上点的凹凸性,并提取凹凸特征点集;然后,采用基于混合流形谱聚类的分割算法对特征点集进行区域分割,并采用基于奇异值分解(SVD)的迭代最近点(ICP)算法对区域进行配准,从而实现点云的精确配准。实验结果表明,所提算法通过区域分割可以大幅提高点云区域的覆盖率,并且无需迭代即可计算刚体变换的最佳旋转矩阵,其配准精度比已有算法提高了10%以上,配准时间降低了20%以上。因此,所提算法是一种精度高、速度快的低覆盖点云配准算法。 展开更多
关键词 点云配准 体积积分不变量 区域分割 奇异值分解 迭代最近点
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融合多源测量数据的钟乳石三维建模方法
20
作者 郭雨 夏永华 杨明龙 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第2期49-53,共5页
在岩溶洞穴的旅游开发中,传统的地形图无法描述洞穴内部的钟乳石等细节,难以满足溶洞开发中的规划、设计及施工要求。本文以某中型溶洞的三维重建项目为例,提出了一种以三维激光扫描数据为主、多基线近景摄影测量数据为辅的多源数据融... 在岩溶洞穴的旅游开发中,传统的地形图无法描述洞穴内部的钟乳石等细节,难以满足溶洞开发中的规划、设计及施工要求。本文以某中型溶洞的三维重建项目为例,提出了一种以三维激光扫描数据为主、多基线近景摄影测量数据为辅的多源数据融合的钟乳石三维重建方法。首先,完成了多源数据的融合配准,其次,对配准后的数据进行了模型重建并利用多种不同方法进行空洞区域修复对比试验。试验结果表明,该数据融合方法有效补充了三维激光扫描数据在空间狭小区域的盲区,提高了三维模型的精细程度,对岩溶洞穴的开发、保护、三维重建与可视化等有一定的参考意义。 展开更多
关键词 三维激光扫描 近景摄影测量 多源数据融合 点云配准 空洞修复 三维建模
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