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一种应用于大角度变换点云的配准方法

图学学报 2018年第6期39卷 1098-1104页

作者：李健杨静茹何斌陕西科技大学电气与信息工程学院陕西西安710021 同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对传统配准法不能很好解决大角度变换点云的配准这一问题,提出一种基于精确对应特征点对及其K邻域点云的配准方法。首先分别计算两组点云的FPFH值,根据特征值建立点云间的对应关系;然后通过RANSAC滤除其中错误的匹配点对,得到相对精... 详细信息

针对传统配准法不能很好解决大角度变换点云的配准这一问题,提出一种基于精确对应特征点对及其K邻域点云的配准方法。首先分别计算两组点云的FPFH值,根据特征值建立点云间的对应关系;然后通过RANSAC滤除其中错误的匹配点对,得到相对精确的特征点对集合;之后通过kd-tree搜索的方式分别找出特征点对R半径邻域内的点,应用ICP算法得到两部分点云的最优收敛;最后将计算得到的相对位置关系应用到原始点云上得到配准结果。通过对斯坦福大学点云库中Dragon、HappyBuddha模型以及Kinect采集的石膏像数据进行配准和比较,实验表明该方法能够有效解决大角度变换点云的配准问题,是一种具有高精度和高鲁棒性的三维点云配准方法。

关键词：点云配准快速点特征直方图随机采样一致迭代最近点 kd-tree

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导航电子地图中道路数据的空间索引和组织

工程勘察 2003年第1期31卷 38-41页

作者：刘春史文中刘大杰同济大学测量与国土信息工程系上海200092 香港理工大学土地测量与地理资讯学系

道路数据的空间组织方法是车载导航电子地图中主要研究的内容之一 ,也是ITS建立空间数据框架的基础数据。本文针对道路数据的空间组织 ,分析了路网的三个描述层次 ,并概括了其组成的基本要素和描述数据集。对组成路网主要要素的道路节... 详细信息

道路数据的空间组织方法是车载导航电子地图中主要研究的内容之一 ,也是ITS建立空间数据框架的基础数据。本文针对道路数据的空间组织 ,分析了路网的三个描述层次 ,并概括了其组成的基本要素和描述数据集。对组成路网主要要素的道路节点 ,则提出采用kd tree进行空间索引和组织。同时为方便计算路网的拓扑性 ,又重点探讨了交叉路口转弯的八位描述方法。

关键词：地理信息系统空间索引 kd-tree 道路网

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基于深度学习的几何特征匹配方法

计算机科学 2019年第7期46卷 274-279页

作者：李健杨祥如何斌陕西科技大学电气与信息工程学院西安710021 同济大学电气与信息工程学院上海201804

Kinect等深度相机采集的三维数据往往存在噪音、低分辨率等问题,导致两帧点云的局部几何特征匹配一直面临挑战。目前多采用基于特征直方图的方法解决这一问题,但其计算量较大,且对场景旋转平移的要求较为严格。文中提出了一种基于数据... 详细信息

Kinect等深度相机采集的三维数据往往存在噪音、低分辨率等问题,导致两帧点云的局部几何特征匹配一直面临挑战。目前多采用基于特征直方图的方法解决这一问题,但其计算量较大,且对场景旋转平移的要求较为严格。文中提出了一种基于数据驱动的方法,首先从大量重建好的RGB-D数据集中,通过自监督的深度学习方法构建能够描述三维数据几何特征的模型;然后利用基于kd-tree的K近邻算法(KNN)得到两部分点云的特征对应点,通过RANSAC剔除误匹配点对;最后通过得到的较准确的位置关系估计两帧点云的几何变换,从而完成配准。基于斯坦福大学点云库中的模型以及真实环境下Kinect采集到的大卫石膏像模型的配准和比较实验表明,所提方法不仅可以提取未知物体的局部几何特征进行配准,还可以较好地应对空间角度变换大的情况。

关键词：点云特征配准深度学习自监督 kd-tree 大角度变换

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基于二维Gamma分布的激光点云去噪

激光与红外 2019年第10期49卷 1172-1178页

作者：刘德儿李瑞雪杨鹏江西理工大学建筑与测绘工程学院

利用地面激光扫描仪测量时,由于空气中尘埃等因素会产生噪声点,对后期三维建模等应用带来不利影响。在现有研究成果基础上,深入分析散乱点云的近邻域特性,采用基于二维Gamma分布实现点云去噪,并在kd-tree索引支持下对其进行优化,通过邻... 详细信息

利用地面激光扫描仪测量时,由于空气中尘埃等因素会产生噪声点,对后期三维建模等应用带来不利影响。在现有研究成果基础上,深入分析散乱点云的近邻域特性,采用基于二维Gamma分布实现点云去噪,并在kd-tree索引支持下对其进行优化,通过邻域均值和邻域距离变化斜率两个约束条件共同移除噪声点。实验结果表明,本文算法能自动识别噪声点,降低人工设置阈值的影响,并与传统的基于正态分布的邻域点去噪算法进行对比,实验效果较优,达到了预期效果。

关键词：激光点云 kd-tree 二维Gamma分布噪声移除

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高效的半监督多层次入侵检测算法

计算机应用 2019年第7期39卷 1979-1984页

作者：曹卫东许志香中国民航大学计算机科学与技术学院

针对基于监督学习的入侵检测算法需要的大量有标签数据难以收集,无监督学习算法准确率不高,且对R2L及U2R两类攻击检测率低等问题,提出一种高效的半监督多层次入侵检测算法。首先,利用kd-tree的索引结构,利用加权密度在高密度样本区选择K... 详细信息

针对基于监督学习的入侵检测算法需要的大量有标签数据难以收集,无监督学习算法准确率不高,且对R2L及U2R两类攻击检测率低等问题,提出一种高效的半监督多层次入侵检测算法。首先,利用kd-tree的索引结构,利用加权密度在高密度样本区选择K-means算法的初始聚类中心;然后,将聚类之后的数据分为三个类簇,将无标签类簇和混合类簇借助Tri-training采用加权投票规则扩充有标签数据集;最后,利用二叉树形结构设计层次化分类模型,在NSL-kdD数据集上进行了实验验证。结果表明半监督多层次入侵检测模型能够在利用少量有标签数据的情况下,对R2L及U2R的检测率分别达到49.38%、81.14%,有效提高R2L及U2R两类攻击的检测率,从而降低系统的漏报率。

关键词：入侵检测 kd-tree Tri-training 半监督多层次

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改进的多分辨率点云自动配准算法

小型微型计算机系统 2019年第10期40卷 2236-2240页

作者：王勇黎春何养明陈荟西重庆理工大学计算机科学与工程学院

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... 详细信息

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.

关键词：点云配准 kd-tree 多分辨率迭代最近点

基于改进RANSAC算法的屋顶激光点云面片分割方法

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测绘通报 2012年第11期 31-34,46页

作者：胡伟卢小平李珵贾智乐河南理工大学矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室河南焦作454003

基于改进的随机抽样一致性算法(RANSAC)对建(构)筑物屋顶面片进行点云分割,通过改进种子点选取方式来提高面片分割的置信度,并将点到平面距离的标准差作为判断准则,以提高分割面片的准确性。同时,采用kd-tree组织点云,根据空间平面的法... 详细信息

基于改进的随机抽样一致性算法(RANSAC)对建(构)筑物屋顶面片进行点云分割,通过改进种子点选取方式来提高面片分割的置信度,并将点到平面距离的标准差作为判断准则,以提高分割面片的准确性。同时,采用kd-tree组织点云,根据空间平面的法向量、连通性分析、点云的R半径密度对分割的面片进行优化处理,试验证明该方法能有效地对建筑物屋顶面片进行点云分割。

关键词： RANSAC 激光点云 kd-tree 屋顶面片分割 R半径密度

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动态场景的快速光线跟踪技术

华中师范大学学报（自然科学版） 2011年第2期45卷 208-212页

作者：陈瑞武明虎张健南京工程学院通信工程学院南京211167 湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068

基于加速结构的光线跟踪包括加速结构的创建和遍历两个过程,kd-tree被认为是静态场景渲染中遍历效率最高的加速结构.但动态场景的光线跟踪,由于场景随时间发生改变,每帧都需要更新相应的加速结构,导致渲染速度变慢.提出了一种新的方法,... 详细信息

基于加速结构的光线跟踪包括加速结构的创建和遍历两个过程,kd-tree被认为是静态场景渲染中遍历效率最高的加速结构.但动态场景的光线跟踪,由于场景随时间发生改变,每帧都需要更新相应的加速结构,导致渲染速度变慢.提出了一种新的方法,为场景中的静态物体和动态物体分别创建kd-tree加速结构,每帧更新时只需更新动态部分的kd-tree,从而减少加速结构重建的开销.在CPU+GPU平台上,分辨率为1024×1024,渲染速度达到3～5fps,实现了动态场景的快速光线跟踪渲染.

关键词：光线跟踪动态场景 kd-tree 渲染

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基于kdG-tree的数据库多维索引技术

计算机应用与软件 2013年第6期30卷 162-165页

作者：李晓东陈俊健曾凡智佛山科学技术学院电子与信息工程学院广东佛山528000

针对目前网格索引(Grid index)的冗余数据及kd-tree等多维索引的维度灾难等问题,提出一种将网格索引与二叉搜索树结合起来的高效索引结构kdG-tree。kdG-tree通过纵横向指针将结点链接起来构成二叉索引树,树中的结点分为中间索引结点和... 详细信息

针对目前网格索引(Grid index)的冗余数据及kd-tree等多维索引的维度灾难等问题,提出一种将网格索引与二叉搜索树结合起来的高效索引结构kdG-tree。kdG-tree通过纵横向指针将结点链接起来构成二叉索引树,树中的结点分为中间索引结点和叶子结点,所有数据对象只存于叶子结点。创建索引时分别从高维到低维按结点索引值顺序插入,查找对象时逐维搜索。实验分析表明,kdG-tree避免了Grid index的数据冗余,又改进了kd-tree与kdB-tree的性能,是一种适合高维海量数据的多维索引。

关键词：多维索引 kdG-tree 网格索引 kd-tree kdB-tree