多维点云结构相似性定量化评价

作     者：杨紫骞 王艳秋 郑福 孙志斌 YANG Ziqian;WANG Yanqiu;ZHENG Fu;SUN Zhibin

作者机构：中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2023年第31卷第4期

页      面：533-542页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(No.2016YFE0131500) 国家自然科学基金委面上项目资助项目(No.61474123,61274024) 

主　　题：点云数据 结构相似性 定量化评价 点云滤波 

摘      要：点云配准技术作为点云数据处理中的核心技术,会因为点云质量而影响配准效果,质量好的点云可以提高配准精度、空间模型完整度、即时定位与地图构建系统的性能等,因此评价点云数据质量具有很高的客观价值;而通过传感器获得的点云数据存在系统误差和非系统误差等噪声,因此点云数据处理变得很重要,对点云数据处理效果的评价还没有一个较为客观的方法,本文提出了多维点云结构相似性定量化评价方法。通过将滤波前、后的点云数据和标准点云数据进行对比,分别比较三维坐标轴上所有点坐标的均值、标准差和协方差,再对3个坐标轴上的结构相似性值进行权重分配最终获得三维结构相似关联度,进而对点云滤波、点云稀疏后的点云数据质量进行评价。该方法还对提高配准精度进行了实验验证。经过实验表明,该方法能够评价三维点云的质量,且能够评价不同噪声类型以及处理方法下获得的点云质量,为点云配准提供了参考。该方法不仅对点云预处理和点云质量进行了高效、客观地评价,还提供了一种提高点云配准精度和效率的方法。