顾及RGB-D图像的刚性点云鲁棒配准方法

作     者：钟赛尚 李彦磊 刘郑 谢忠 陈建国 王伟明 刘秀平 Zhong Saishang;Li Yanlei;Liu Zheng;Xie Zhong;Chen Jianguo;Wang Weiming;Liu Xiuping

作者机构：中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程研究技术中心武汉430074 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 大连理工大学数学科学院大连116024 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2022年第34卷第1期

页      面：25-35页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61702467,41671400,61702079) 开放基金(CY119R015) 国家重点研发计划(2017YFC0601500,2017YFC0601504,2018YFB0505500) 

主　　题：RGB-D相机 点云配准 点法向估计 全变分 各向异性二阶算子 

摘      要：RGB-D相机作为一种常见的便携式三维数据采集工具被广泛使用于计算机图形学、计算机视觉等诸多领域,然而,由于设备的物理误差、光照干扰等因素,采集的三维点云中往往包含大尺度噪声,现有的点云配准方法处理这类数据时无法取得理想的配准结果,进而影响后续三维重建的质量.为了解决这一问题,提出一种鲁棒的基于RGB-D图像的刚性点云配准方法.首先,提出一种基于全变分和各向异性二阶算子的点法向估计方法,能够有效地去除点法向的噪声并且较好地保持尖锐和非线性光滑特征;其次,联合RGB图像的纹理信息和点云的几何信息设计了一种复合特征描述子,能够在包含噪声的点云上鲁棒地提取初始匹配点;最后,采用一种快速的全局配准方法计算待配准点云之间的刚性变换.在多组合成及真实点云数据上进行配准实验,并从视觉效果和配准误差2个方面对实验结果进行分析,分析结果表明,所提方法能够鲁棒地配准大噪声干扰的点云数据,验证了方法的有效性.