检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于fpfh特征的点云配准技术

电脑知识与技术 2017年第2期13卷 207-209页

作者：陈学伟万韬阮王祖全西安工程大学电子信息学院陕西西安710048

点云配准是三维物体或场景模型重建的关键技术。针对传统的ICP算法的收敛速度较慢,且在两点云集初始位置较大时易陷入局部最优解的问题,该文提出了一种改进的点云配准算法。该算法首先计算点云的fpfh特征描述子,然后对点云的特征进行匹... 详细信息

点云配准是三维物体或场景模型重建的关键技术。针对传统的ICP算法的收敛速度较慢,且在两点云集初始位置较大时易陷入局部最优解的问题,该文提出了一种改进的点云配准算法。该算法首先计算点云的fpfh特征描述子,然后对点云的特征进行匹配,实现两片点云的初始变换,使两点云集有相对较好的初始位姿。在经典ICP基础上使用k-d tree（k-Dimension tree）近邻搜索加速对应点对的查找,并利用方向向量阈值去除错误点对,实验证明该算法具有相对较好的配准精度和收敛速度,提高了配准的效率。

关键词：点云配准 ICP算法 fpfh 方向向量阈值

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

点云配准fpfh特征子异构并行优化研究

软件导刊 2017年第11期16卷 29-32页

作者：王敏西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

三维点云配准在逆向工程中应用广泛,能为古建筑保护实现三维建模提供精确的数据依据。针对大规模多视角古建筑点云数据进行配准,研究了fpfh特征提取的串行算法,设计了三类并行方案,分别为利用基于CPU的并行编程标准OpenMP进行并行优化... 详细信息

三维点云配准在逆向工程中应用广泛,能为古建筑保护实现三维建模提供精确的数据依据。针对大规模多视角古建筑点云数据进行配准,研究了fpfh特征提取的串行算法,设计了三类并行方案,分别为利用基于CPU的并行编程标准OpenMP进行并行优化加速、利用基于GPU的并行计算架构CUDA进行并行优化加速,以及利用CPU/GPU的异构并行,结合OpenMP和CUDA的特点应用于特征子求取。实验结果表明,第三种方案能合理设计并优化特征子求取,获得较为理想的加速比。

关键词：点云配准 fpfh 并行计算 CUDA OpenMP

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

改进的基于fpfh特征配准点云的方法

计算机与现代化 2017年第11期 46-50页

作者：马大贺刘国柱青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266061

ICP(Iterative Closest Point)算法是点云配准中最常用的算法,而点云的fpfh(Fast Point Feature Histograms)特征可在点云配准中为其提供初始匹配信息。针对该方法的初始匹配中距离测度等问题,提出一种改进的基于fpfh特征配准点云的方... 详细信息

ICP(Iterative Closest Point)算法是点云配准中最常用的算法,而点云的fpfh(Fast Point Feature Histograms)特征可在点云配准中为其提供初始匹配信息。针对该方法的初始匹配中距离测度等问题,提出一种改进的基于fpfh特征配准点云的方法。点云配准时首先计算2个点云的点的fpfh特征之间的巴氏距离,以k-d树检索巴氏距离最小的对应点,然后利用奇异值分解计算初始转换矩阵,进行ICP算法精细匹配,求得最终变换矩阵。实验结果表明,改进的基于fpfh特征配准点云的方法能为ICP算法提供良好的初始变换矩阵,在同等迭代次数下该方法具有更高的精度。

关键词：巴氏距离 fpfh 点云特征点云配准

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种基于退火机理的高精度自动点云配准算法

北方工业大学学报 2024年第2期36卷 20-32页

作者：苏煜马礼李阳傅颖勋马东超北方工业大学信息学院

高精度器件装配是制造业的重要需求，采用数字化手段辅助配准可以更清楚发现模型的配合关系。针对点云配准处理过程中配准精度低且耗时长等问题，本文提出一种基于退火机理结合特征面与特征参数的高精度自动点云配准算法。首先根据曲率... 详细信息

高精度器件装配是制造业的重要需求，采用数字化手段辅助配准可以更清楚发现模型的配合关系。针对点云配准处理过程中配准精度低且耗时长等问题，本文提出一种基于退火机理结合特征面与特征参数的高精度自动点云配准算法。首先根据曲率值的大小排序并选最小的点作为种子点，从最平坦的区域依据区域生长准则进行特征提取，针对分割出的特征面使用快速点特征直方图(Fast Point Feature Histograms, fpfh)描述并寻找点对关系。随机采样一致性算法排除错误点对，奇异值分解法求取变化矩阵完成粗配准，最后引入退火机理的思想改变特征参数，通过迭代找到全局最优解完成点云配准。通过对3D Match点云数据中的圆柱体进行点云配准，与传统的迭代最近点(Iterative Closest Point, ICP)云配准方法、四点全等集合算法+ICP、随机采样一致性初始配准算法+ICP方法比较，本算法提供了较为理想的初始位置，有效提高了配准的精度与速度，可对高精度配准提供重要支撑。

关键词：退火机理特征提取高精度 fpfh 点云配准部件装配 ICP

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于三角形相似性的点云配准算法

软件工程 2024年第7期27卷 61-64页

作者：周大伟钱炜上海理工大学机械工程学院上海200093

针对点云配准过程易产生错误匹配对、点云配准精度低等问题,提出了一种基于三角形相似性的点云配准方法。三对正确的匹配点对在几何空间上形成的三角形一定满足相似三角形的一些性质,例如三角形三边成固定比例、三角形顶点的法线和平面... 详细信息

针对点云配准过程易产生错误匹配对、点云配准精度低等问题,提出了一种基于三角形相似性的点云配准方法。三对正确的匹配点对在几何空间上形成的三角形一定满足相似三角形的一些性质,例如三角形三边成固定比例、三角形顶点的法线和平面法线的夹角固定。因此,可以利用这些性质有效地减少点云配准过程中错误匹配点对其影响。该方法首先计算点云中每个点的快速点特征直方图(fpfh)描述符,使用三角形相似性的方法进行特征匹配,通过奇异值(SVD)分解得到一个变换矩阵。实验结果表明,该方法与基于正态分布变换(NDT)算法与最近邻迭代(ICP)算法结合的点云配准算法相比,配准效率提升了15.3%,配准精度提升了18.2%。

关键词： fpfh ICP 随机采样一致性目标配准

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

火星局部地形高精度配准方法研究

测绘地理信息 2022年第S1期47卷 177-182页

作者：王彬亮郭欣怡赵双明武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 北京市测绘设计研究院北京100038 城市空间信息工程北京市重点实验室北京100038

针对HiRISE(high resolution science imaging experiment)DEM(digital elevation model)和MOLA(Mars orbiter laser altimeter)DEM的匹配问题,提出了一种基于点云粗配准与精配准方法结合的地形匹配框架。实验表明,相比于GICP等经典方法... 详细信息

关键词： MOLA HiRISE 点云配准 ISS fpfh VGICP

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于点云数据的水下SLAM前端匹配方法

基于点云数据的水下SLAM前端匹配方法

作者：闫泽博哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

海洋中有许多等待着人类去探索和了解的秘密。在环境感知问题中,一种常见的技术便是SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术,该技术集定位、建图于一体,可以良好地辅助运载体对环境进行探索。水下SLAM技术作为SLAM技术的一个... 详细信息

海洋中有许多等待着人类去探索和了解的秘密。在环境感知问题中,一种常见的技术便是SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术,该技术集定位、建图于一体,可以良好地辅助运载体对环境进行探索。水下SLAM技术作为SLAM技术的一个分支,有着不同于传统SLAM技术的难点。首先,一般陆地上的、感知类的传感器无法良好地在水下工作,很容易受到环境和噪声的限制。而在水中用来感知环境的传感器普遍存在信息丰富性与实时性的冲突。面对这种困境,本文提出采用三维实时成像声呐来提供数据源,通过分析三维点云数据来初步解决水下SLAM的前端问题。论文的主要内容如下:首先,介绍了点云的数据格式和三维实时成像声呐的相关信息;针对点云邻域的概念,列举了三种常见的邻域搜索算法,并对这些算法进行了分析;针对数据冗余的问题,介绍了一种均值滤波的方法;针对点云中的噪声问题,提出了一种自适应的点云去噪方法,并与其他两种经典的去噪算法进行了对比,通过实验结果证实了所设计去噪算法的合理性;此外,还介绍了点云表面法向量的计算方法。其次,介绍了两种常见的点云特征点提取算法:ISS(Intrinsic Shape Signatures)和Harris3D,并对这两种算法进行了简要分析;针对深度学习技术,总结了目前常见的三种利用深度学习来处理点云的相关思想,指出了这些思想的局限性;为了让局部点云数据分析更加便捷,引入了图卷积神经网络,并且介绍了两种目前主流的图卷积方式:谱域图卷积与空域图卷积。然后,依据传统特征点提取算法的特点和图卷积神经网络的优势,提出了一种新颖的、利用无监督学习来进行特征点提取的网络;介绍了设计该网络的主体思想;分两大部分(特征点提取部分和构造损失函数部分)详细介绍了网络的具体结构和运行原理;对所提出的特征点提取网络的损失函数值曲线进行了适当分析,并通过与ISS算法的对比试验及三种点云数据验证了本文算法的合理性。最后,介绍了经典的fpfh(Fast Point Feature Histograms)算法,并分析了该算法的特点,同时针对fpfh中的缺点进行了改进,减弱了 fpfh对法向量的依赖,设计了一种描述性更强的算法;为解决帧间匹配时噪声较强的问题,将RANSAC(Random Sample Consensus)和 ICP(Iterative Closest Point)结合了起来,其中,RANSAC 很好地克服了噪声多的问题,得到了一个较好的初始值,而ICP实现了点云数据的进一步匹配,完成了 SLAM前端匹配的任务并初步证实了本文所采用的SLAM前端匹配流程的合理性。

关键词：点云去噪无监督学习特征点提取 fpfh 帧间匹配

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向避雷器结构参数测量的三维重建研究

面向避雷器结构参数测量的三维重建研究

作者：陈凌超浙江科技学院

学位级别：硕士

避雷器是一种用来防止导线雷击断线的防雷装置,广泛应用于架空电线路中,是电气领域重要的防雷装置。避雷器的爬电距离、伞距、直径等参数不达标,会导致其在非雷击条件下导电;严重情况下会在工作过程中爆裂,造成经济损失和人员伤亡。当前... 详细信息

避雷器是一种用来防止导线雷击断线的防雷装置,广泛应用于架空电线路中,是电气领域重要的防雷装置。避雷器的爬电距离、伞距、直径等参数不达标,会导致其在非雷击条件下导电;严重情况下会在工作过程中爆裂,造成经济损失和人员伤亡。当前,避雷器的质检主要通过人工测量来实现,效率低下,难以满足避雷器的生产需求。为提高测量效率,研究通过三维重建获得避雷器结构信息完成参数测量。本文基于三维重建研究了避雷器点云配准算法及自动测量系统,从而提高避雷器测量的效率。针对避雷器的三维重建,本文主要从以下三个方面展开研究:(1)提出一种尺度不变点特征直方图(SIPFH)描述符,以及基于SIPFH的点云配准方法。SIPFH特征描述符结合了快速点特征直方图和尺度不变特征变换的特点。为实现点云配准的局部优化,提出一种优化列文伯格-马夸尔特(LM)算法。基于SIPFH的点云配准方法流程如下:首先,计算点云的尺度不变点作为特征点;然后,计算每个特征点的快速点特征直方图,得到特征点的SIPFH描述符;其次,通过采样一致性初始对齐(SAC-IA)算法筛选出正确的匹配点,得到刚体变换矩阵的估计值;最后,通过优化LM算法来实现点云配准的局部优化。此外,本文采集了不同型号避雷器的点云数据建立数据集。(2)提出一种基于标记点的点云配准方法。该方法用三维特征描述符来描述二维图像上的标记点,部分原理与Sf M算法类似,配准流程如下:首先,圆形标记点作为特征点,计算色彩相机视角下的三维信息;然后,计算标记点处fpfh描述符,匹配特征点得到刚体变换矩阵的估计值;最后,通过优化LM算法实现局部优化,完成点云配准。(3)研发一套避雷器自动测量系统。基于三维重建获得低压避雷器和高压避雷器的三维模型,测量爬电距离;该系统的功能相对完善,界面简洁,易于操作。

关键词：避雷器点云配准三维重建 fpfh 标记点识别

基于机器视觉的货物堆放状态检测系统关键技术研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于机器视觉的货物堆放状态检测系统关键技术研究

作者：曾伟西南科技大学

学位级别：硕士

在仓库货物的运转过程中,由于人工搬运不当和机械损伤,货物可能会遭受损坏或缺失。这不仅会影响后续货物的运输和销售,而且还会导致企业的运营成本上升。因此,货物检测逐渐成为物流、制造等行业的重要业务。传统的人工检测方法存在诸如... 详细信息

在仓库货物的运转过程中,由于人工搬运不当和机械损伤,货物可能会遭受损坏或缺失。这不仅会影响后续货物的运输和销售,而且还会导致企业的运营成本上升。因此,货物检测逐渐成为物流、制造等行业的重要业务。传统的人工检测方法存在诸如检测范围受限、准确性不够等问题,而机器视觉技术具有快速、准确、非接触等诸多优势,因此在各个领域得到广泛应用,逐渐替代了传统的人工检测方式。本文以某卷烟厂成品货物临时转运库中的烟箱货物为研究对象,针对该仓库中货物由于频繁转运造成的堆放数量缺失、堆放姿态异常等问题开展了相关研究。根据该仓库的货物检测需求,设计了一套基于机器视觉的货物堆放状态检测系统方案,主要对系统软硬件设计、货物图像和点云数据预处理、特征轮廓检测、模板匹配、点云配准等内容进行了研究。其中采用了一种多尺度特征模板匹配的方法来实现货物数量缺失检测,并提出了一种结合快速点特征直方图(Fast Point Feature Histograms,fpfh)的超四点快速鲁棒匹配算法(Super four point fast robust matching algorithm,Super 4PCS)+改进迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)的点云配准算法,实现了货物堆放姿态估计。具体的研究内容如下:(1)研究了数据预处理方法,包括了货物图像预处理和三维点云数据预处理。为了减小仓库中光照不足和不均匀造成的影响,对货物图像进行预处理,运用双边滤波和直方图均衡化等图像处理技术,提高图像质量和对比度。实验结果表明,该图像预处理方法可以有效均衡由于光照不均匀造成的图像色差,提高图像对比度。在三维点云数据预处理中,为了去除采集的三维点云中存在的噪声点,使用了直通滤波和统计滤波对点云数据进行滤波处理,实验结果表明,该预处理方法可以有效去除点云数据中的背景点云以及离散点云。(2)研究了一种基于多尺度特征模板匹配的货物数量缺失检测方法。该方法使用改进Canny算子提取烟箱表面品牌的特征轮廓,并将其作为模板图像。对模板图像构建多尺度图像金字塔,再将模板图像进行旋转。最后通过模板匹配实现对货物图像中目标区域的匹配计数。实验结果表明,该算法在仓库中的检测正确率为94.8%,平均检测时间为1.5s,可以满足仓库中对于货物数量缺失的检测需求。(3)研究了一种基于点云配准的货物堆放姿态估计方法。为了在点云数据不完全重叠的情况下实现良好的点云粗配准效果,设计了一种结合fpfh的Super-4PCS+ICP点云配准方法。该方法通过fpfh特征直方图精简点云体积,在粗配准阶段使用Super-4PCS配准算法找到较好的初始配准位置,在精配准阶段使用ICP算法进行更精细的位姿调整。点云配准实验结果表明,该方法能在点云数据不完全重叠的情况下保证配准精度,均方根误差(Root Mean Square Error,RSME)精度达到了10m数量级,能有效完成对单垛烟箱货物的点云配准以及姿态估计。设计开发了一套基于Halcon视觉处理库和三维点云处理库(Point Cloud Library,PCL)的货物堆放状态检测软件系统。该系统通过C#语言进行开发,使用Win Form框架构建软件平台。最后对系统进行实验测试,结果表明,该系统对于货物数量缺失检测正确率在90%以上,满足货物数量缺失检测的需求。在货物姿态估计方面,该系统能有效的完成货物点云的配准,可以满足货物堆放姿态估计的需求。

关键词：机器视觉多尺度特征模板匹配 fpfh Super-4PCS 点云配准姿态估计