点云注册简介

点云是一组在3-d空间中的点的。点云通常由3-d的扫描仪,如激光雷达或超高动力学得到®设备。他们在机器人导航和感知,深度估计,立体视觉,视觉注册申请,并于高级驾驶员辅助系统(ADAS)。计算机视觉工具箱™算法提供是不可或缺的点云注册工作流程功能。该工作流包括使用点云功能pcmergepcdownsamplepctransformpcdenoise和多个注册功能pcregistericppcregistercpdpcregisterndt

点云登记是比对两个或相同场景的多个3-d点云的处理。它可以让您从不同来源的3-d的数据整合到一个共同的坐标系。注册过程可以包括从一个超高动力学装置重构3-d场景,构建地图上用于汽车的道路,和可变形的运动跟踪的。

点云注册流程

点云配准过程包括三个步骤。

  1. 预处理 - 去除噪声或每个点云不需要的对象。下采样点云的更快,更准确的配准。

  2. 注册 - 注册两个或两个以上的点云。

  3. 对齐和拼接 - 通过转换和合并它们可选择拼接点云。

点云登记方法

您可以使用pcregistericppcregistercpd, 要么pcregisterndt功能来注册移动点云到固定点云。这些函数中使用的配准算法分别被相干点漂移(CPD)的算法,和正常分布变换(NDT)算法,基于迭代最近点(ICP)算法。有关这些算法的详细信息,请参阅参考

当注册点云,你可以选择代表点云之间的场景变换对象如何改造类型。

转型 描述
死板 刚性变换保留场景中的物体的形状和大小。场景中的对象可以进行平移,旋转,或两者兼而有之。同样的变换应用到所有点。
仿射 仿射变换允许对象除了平移和旋转剪切和变化规模。
非刚性 非刚体变换允许在场景中改变物体的形状。点不同的转化。位移字段用于表示变换。

下表比较了点云登记功能的选项,他们的转换类型,以及它们的性能特点。使用此表来选择根据您的情况相应的注册功能..

准方法(功能) 转换类型 描述 性能特点
pcregisterndt 死板
  • 依赖于一个初始估计变换本地注册方法

  • 稳健的异常值

  • 更好地与不同分辨率和密度的点云万博 尤文图斯

快速登记的方法,但通常比ICP慢
pcregistericp 死板

依赖于一个初始估计变换本地注册方法

最快的配准方法
pcregistercpd 刚性,仿射和非刚性

不依赖于初始转换,估计全球方法

最慢的配准方法

提示

  • 为了提高配准精度和计算速度,使用下采样的点云pcdownsample注册前的功能。

  • 通过使用功能,例如除去从点云不必要的功能:

  • 本地注册方法,例如那些使用NDT或ICP(pcregisterndt要么pcregistericp,分别地),需要初始估计。以获得初始估计使用的另一种传感器,如惯性测量单元(IMU)或其他形式的测距的。改善初步估计可以帮助准算法收敛速度更快。

  • 增加'MaxIterations'财产或降低'公差'属性更精确的配准结果,但速度较慢登记速度。

参考

[1] Myronenko,A.,和X.乐曲。“点集注册:相干点漂移”。模式分析与机器智能IEEE交易的程序(TPAMI)。卷。32,编号12,2010年12月,第2262至2275年。

[2]陈,Y。和G. Medioni。“通过多范围的图像配准对象建模。”图片视觉计算。巴特沃思海涅曼。卷。10,第3期,1992年4月,第145-155。

[3] BESL,保罗J.,N. D.麦凯。“一种用于注册3-d的形状的方法。”IEEE交易模式分析与机器智能。洛斯阿拉米托斯,CA:IEEE计算机学会。卷。14,第2期,1992,第239-256。

[4]拜伯,P.,和W.斯特拉瑟。“正态分布变换:一种新的方法,以激光扫描匹配。”IEEE / RSJ国际会议智能机器人与系统程序(IROS)。拉斯维加斯,内华达州。卷。3,2003年11月,第2743-2748。

[5] Magnusson的,M.“三维普通-分布变换 - 用于登记,表面分析,以及环路检测一个有效的表示。”博士论文。厄勒布鲁大学,瑞典厄勒布鲁,2013。

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