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三维点云拼接的型钢轮廓测量实验平台设计 被引量：1
1
作者 邓能辉 石杰 +2 位作者 吴昆鹏 李小占 杨朝霖 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第2期33-38,共6页
针对传统型钢轮廓尺寸的连续人工监测困难、测量精度低和效率低等问题,设计了基于三维点云拼接的轮廓尺寸测量实验平台。采用6组激光光源和电荷耦合元件(CCD)相机搭建了用于三维点云数据采集的硬件平台,并提出了基于最近点迭代(ICP)的... 针对传统型钢轮廓尺寸的连续人工监测困难、测量精度低和效率低等问题,设计了基于三维点云拼接的轮廓尺寸测量实验平台。采用6组激光光源和电荷耦合元件(CCD)相机搭建了用于三维点云数据采集的硬件平台,并提出了基于最近点迭代(ICP)的多帧三维点云拼接算法以及轮廓尺寸测量方法,从而模拟型钢生产中移动工况下的轮廓尺寸测量。结果表明,该实验平台能够实时监测型钢轮廓尺寸,并且测量精度可达到0.01 mm。该实验平台能够针对型钢生产现场轮廓尺寸测量过程的难点问题进行相关理论的实验论证,完善了测量技术和方法。 展开更多
关键词 型钢 三维轮廓 最近点迭代 点云拼接 尺寸测量
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三维激光扫描仪在大场景扫描应用中点云拼接方法研究
2
作者 曾广栋 刘德新 尤治博 《信息产业报道》 2024年第1期36-38,共3页
本文研究了三维激光扫描仪在大场景扫描应用中的点云拼接方法。通过对点云数据的获取、预处理和拼接等关键步骤进行深入探讨,提出了一种有效的点云拼接方法,以为大场景扫描提供更可靠的点云拼接方法,为各种应用领域提供高质量的三维数... 本文研究了三维激光扫描仪在大场景扫描应用中的点云拼接方法。通过对点云数据的获取、预处理和拼接等关键步骤进行深入探讨,提出了一种有效的点云拼接方法,以为大场景扫描提供更可靠的点云拼接方法,为各种应用领域提供高质量的三维数据支持。这将有助于促进三维建模在多领域的发展,为未来的科学研究和工程应用提供有力支持。 展开更多
关键词 三维激光扫描仪 大场景扫描 点云拼接 精度
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基于改进3D-Harris角点检测算法的电厂地下管廊点云拼接方法研究 被引量：4
3
作者 仲宇 白钒 +4 位作者 刘勇 黄磊 袁星 张羽兵 钟锦航 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期89-97,共9页
提出一种基于改进3D-Harris角点检测算法的电厂地下管廊点云拼接方法。以电厂地下管廊多组海量点云数据为分析对象,利用主成分分析法获取目标检测点在邻域点云微切平面上的法向信息,进而提取点云的边界点;构建基于目标检测点法向信息的... 提出一种基于改进3D-Harris角点检测算法的电厂地下管廊点云拼接方法。以电厂地下管廊多组海量点云数据为分析对象,利用主成分分析法获取目标检测点在邻域点云微切平面上的法向信息,进而提取点云的边界点;构建基于目标检测点法向信息的协方差矩阵,计算并比较其角点响应强度函数,从中选出部分待筛选点作为真伪角点检测对象;利用基于高斯曲率极值点的伪角点检测方法,滤除伪角点并筛选出真角点;最后通过快速点特征直方图方法匹配各组点云间的相似角点,利用最近点搜索点云配准算法实现地下管廊多组点云间的拼接,并与传统3D-Harris角点检测算法的结果进行比较。对比表明,所提出算法计算耗时短且角点提取正确率高,可实现电厂地下管廊海量点云的精确拼接。 展开更多
关键词 电厂地下管廊 点云拼接 海量点云数据 角点检测 HARRIS算子
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基于搭桥式点云拼接的管道三维重建研究
4
作者 伍凡 沙俊伟 +1 位作者 刘若鹏 徐贵力 《电子测量技术》 北大核心 2023年第21期151-158,共8页
针对现有管道三维重建方法依赖于管道内壁结构、纹理特征的问题,提出了基于合作目标与单目视觉的搭桥式点云拼接方法,实现管道内壁三维重建,该方法不依赖管道内壁的任何结构纹理特征,拼接速度快,且不受点云规模的影响。同时,设计了高精... 针对现有管道三维重建方法依赖于管道内壁结构、纹理特征的问题,提出了基于合作目标与单目视觉的搭桥式点云拼接方法,实现管道内壁三维重建,该方法不依赖管道内壁的任何结构纹理特征,拼接速度快,且不受点云规模的影响。同时,设计了高精度的同心圆合作目标,用于计算点云的高精度拼接位姿,其位姿解算精度可达0.02 mm,相比椭圆合作目标高出53%,并实现了合作目标的鲁棒识别算法、以及拥有旋转不变性的特征点排序算法。最后,利用ROS机器人,搭建了不依赖任何特征的管道三维重建系统,并在实际实验中,完成了拼接精度为0.02 mm的管道整体三维重建。 展开更多
关键词 三维重建 点云拼接 合作目标 管道
原文传递
单线激光点云拼接SLAM算法研究
5
作者 张杰 裴东 高文辉 《应用数学进展》 2023年第5期2603-2612,共10页
针对传统单线激光SLAM算法,在地图构建过程中,由于单线激光单帧点云数据量过少,在某些局部相似的场景中可能出现得分很高的误匹配情况,本文对点云配准算法的迭代环节经行改进,并提出一种滑动窗口的点云拼接方法,利用新拼接的点云组,进... 针对传统单线激光SLAM算法,在地图构建过程中,由于单线激光单帧点云数据量过少,在某些局部相似的场景中可能出现得分很高的误匹配情况,本文对点云配准算法的迭代环节经行改进,并提出一种滑动窗口的点云拼接方法,利用新拼接的点云组,进行地图构建和回环检测。分别在仿真与实际环境中对本文所提算法经行验证,在仿真环境中本文改进的点云配准算法相对于原来的点云配准算法,迭代次数减少50.22%,运行时间减少39.67%;在真实环境中利用机器人平台进行定位与地图构建,结果表明本文所提算法在定位精度、建图精度和实时性上提升明显,可以有效解决单线激光运行过程中的误匹配情况。 展开更多
关键词 SLAM 单线激光 点云配准 点云拼接
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三维激光点云拼接方法及精度对比分析 被引量：1
6
作者 胡玉祥 赵亚波 +2 位作者 张洪德 尹相宝 孟庆年 《测绘与空间地理信息》 2023年第9期86-88,92,共4页
三维激光扫描技术可以快速获取物体全息点云数据,真实还原物体的三维场景。经过外业扫描获得三维激光点云后,需要经过点云拼接将多测站点云数据合成一个整体,点云拼接精度直接影响点云后续应用质量,因而需要探讨高精度点云拼接的方法。... 三维激光扫描技术可以快速获取物体全息点云数据,真实还原物体的三维场景。经过外业扫描获得三维激光点云后,需要经过点云拼接将多测站点云数据合成一个整体,点云拼接精度直接影响点云后续应用质量,因而需要探讨高精度点云拼接的方法。本文在论述点云拼接理论基础上,基于控制点拼接、视图拼接及特征点匹配拼接等方法,探讨点云重叠度、扫描噪声等影响点云拼接精度的关键因子,得到上述几种点云拼接方法的优缺点,为三维激光点云拼接提供了良好借鉴。 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云拼接 方法 精度 关键因子
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基于对偶四元数描述的扩展平面基元点云拼接方法
7
作者 柴双武 《北京测绘》 2023年第6期823-828,共6页
针对现有平面基元点云拼接方法在法向量方向不一致场景下失效及拼接模型未能顾及旋转和平移耦合误差的问题,本文提出一种利用对偶四元数表征的扩展平面基元点云拼接的方法。该方法首先利用对偶四元数同步表征旋转矩阵和平移向量;然后引... 针对现有平面基元点云拼接方法在法向量方向不一致场景下失效及拼接模型未能顾及旋转和平移耦合误差的问题,本文提出一种利用对偶四元数表征的扩展平面基元点云拼接的方法。该方法首先利用对偶四元数同步表征旋转矩阵和平移向量;然后引入方向调节因子来表示法向量方向的一致性,将平面基元中平面法向量和原点到平面的距离相等作为点云拼接的相似性测度;最后,依据最小二乘准则,经过两步迭代实现方向调节因子和点云拼接参数的同步求解。实验结果表明,本文方法可以适应法向量异向情形,且能同时顾及旋转与平移耦合误差,达到稍优于四元数点云拼接方法的精度。 展开更多
关键词 对偶四元数 平面基元 点云拼接 法向量方向异向 方向调节因子
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基于改进ISS特征点与人工蜂群算法的点云拼接方法 被引量：10
8
作者 葛宝臻 周天宇 +1 位作者 陈雷 田庆国 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1296-1302,共7页
传统ICP算法在进行点云拼接时易陷入局部最优,利用群智能的优化方法可以解决这一问题,但同时会带来计算量较大的问题.为此,本文首先提出了一种新的基于人工蜂群(ABC)优化的点云拼接方法,通过引入邻域半径约束的改进固有形状特征点提取... 传统ICP算法在进行点云拼接时易陷入局部最优,利用群智能的优化方法可以解决这一问题,但同时会带来计算量较大的问题.为此,本文首先提出了一种新的基于人工蜂群(ABC)优化的点云拼接方法,通过引入邻域半径约束的改进固有形状特征点提取方法对初始模型进行简化,然后采用人工蜂群算法对简化后模型间对应点的欧几里德中值距离进行优化求解,得到空间变换矩阵T的参数,将变换矩阵作用于原始模型,从而完成对点云的高效拼接.通过对不同初始位置的理想点云库模型以及实际扫描的带有噪声的人体点云模型进行拼接实验,结果表明本文算法不仅对于理想模型具有很高的精度,对于实际获得的点云模型也有很好的抗噪性,而且计算效率比采用全部点计算的群智能算法提高了6倍. 展开更多
关键词 点云拼接 特征点提取 人工蜂群算法 全局收敛 运算效率
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基于改进ICP算法的点云拼接方法 被引量：13
9
作者 杨杰 卢钰仁 +1 位作者 田颖 吕晓玲 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第9期41-43,共3页
针对角度变换较大的两组点云模型因非完全包含关系导致的拼接误差大的问题,提出了一种改进的迭代最近点(ICP)拼接算法。计算点云数据的法向量大小,提取变化较大的点作为预参考点,并优化点云拼接策略得到点云粗拼接模型。基于此模型,对... 针对角度变换较大的两组点云模型因非完全包含关系导致的拼接误差大的问题,提出了一种改进的迭代最近点(ICP)拼接算法。计算点云数据的法向量大小,提取变化较大的点作为预参考点,并优化点云拼接策略得到点云粗拼接模型。基于此模型,对对应点对施加曲率和点距双重约束,得到精确对应点对,即对点云数据进行精确拼接。实验结果表明:算法对角度差异较大模型的拼接处理,能够在完好融合共有部分的同时比较完整地保留两组点云之间互不包含的数据。 展开更多
关键词 点云拼接 法向量 预参考点 拼接策略 对应点约束
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多视点云拼接中的ICP算法优化 被引量：7
10
作者 姚晓山 刘健鑫 柯维 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2012年第8期94-97,共4页
为了提高多视点云拼接算法的稳定性及其拼接的精度和效率,对现有的ICP算法进行了优化,提出了基于最小二乘法的混合定位点云预拼接方法,对两块点云进行了粗略拼接,获取了两块点云中可匹配部分的对应点集,并给出了具体的算法,进而提出了... 为了提高多视点云拼接算法的稳定性及其拼接的精度和效率,对现有的ICP算法进行了优化,提出了基于最小二乘法的混合定位点云预拼接方法,对两块点云进行了粗略拼接,获取了两块点云中可匹配部分的对应点集,并给出了具体的算法,进而提出了基于总体最小二乘法的点云精确拼接算法,对两块点云进行了精确拼接,实现了现有ICP算法的优化,保证了拼接的全局收敛性和算法的稳定性,减少了算法的迭代次数,提高了点云拼接的精度和效率. 展开更多
关键词 多视点云 点云拼接 定位点 最小二乘法 总体最小二乘法
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基于SLAM定位的多位姿点云拼接与分割方法研究 被引量：4
11
作者 王立鹏 张佳鹏 +3 位作者 张智 孟浩 肖绍桐 苏丽 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第4期39-44,50,共7页
该文提出一种基于SLAM定位的多位置和姿态点云的拼接与分割方法,可提供信息量大且准确的点云样本数据。首先,利用RTAB-MAP框架构建SLAM算法,由KinectV2传感器采集获得带有位姿信息的多角度RGBD图像样本,并转化为三维点云场景数据;其次,... 该文提出一种基于SLAM定位的多位置和姿态点云的拼接与分割方法,可提供信息量大且准确的点云样本数据。首先,利用RTAB-MAP框架构建SLAM算法,由KinectV2传感器采集获得带有位姿信息的多角度RGBD图像样本,并转化为三维点云场景数据;其次,改进ICP算法并基于SVD算法设计多位姿点云的拼接算法;再次,根据原始点云的RGB信息与凹凸性特征,设计三维点云分割算法,以此形成一系列点云目标;最后,开展点云拼接和点云分割实验,实验结果验证了该文所提算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 SLAM 定位 多角度 点云拼接 点云分割
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用于多视点云拼接的改进ICP算法 被引量：7
12
作者 陈金广 郭秋梦 +1 位作者 马丽丽 徐步高 《计算机系统应用》 2018年第1期180-184,共5页
点云拼接在三维物体重建中有着广泛的应用,由于扫描设备会受到光照、遮挡或物体尺寸等的影响,使得扫描设备不能在同一视角下获取待测物体的全部点云信息.针对迭代最近点算法(ICP)受点云初始位姿影响较大,鲁棒性差的特点,提出一种将多视... 点云拼接在三维物体重建中有着广泛的应用,由于扫描设备会受到光照、遮挡或物体尺寸等的影响,使得扫描设备不能在同一视角下获取待测物体的全部点云信息.针对迭代最近点算法(ICP)受点云初始位姿影响较大,鲁棒性差的特点,提出一种将多视点云数据作为研究对象,基于改进ICP算法的点云拼接算法.该算法在选取特征点时,将坐标轴与阈值相结合,设定一个阈值约束候选点的搜索范围,然后得到欧氏距离最近的点集,并使用ICP算法进行点云拼接.实验结果表明使用本文算法较传统ICP算法在迭代耗时、拼接精度上有明显的优势. 展开更多
关键词 点云拼接 多视点云 KINECT ICP算法 三维重建
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基于共有单平面的点云拼接技术研究 被引量：3
13
作者 侯东兴 李宗春 邓勇 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第2期248-252,共5页
提出基于共有单平面的点云拼接技术。首先进行共有平面的提取、拟合,精确计算平面的法向量;再运用平面的法向量信息,求取旋转角构造旋转矩阵;最后通过平面的中心点进行坐标平移,完成点云拼接。分别通过模拟数据和实验数据验证了该算法... 提出基于共有单平面的点云拼接技术。首先进行共有平面的提取、拟合,精确计算平面的法向量;再运用平面的法向量信息,求取旋转角构造旋转矩阵;最后通过平面的中心点进行坐标平移,完成点云拼接。分别通过模拟数据和实验数据验证了该算法的正确性。 展开更多
关键词 平面提取 平面拟合 坐标转换 点云拼接
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基于LM和SVD结合的点云拼接算法研究 被引量：6
14
作者 吴晓庆 黄玉清 《自动化仪表》 CAS 2017年第1期34-37,共4页
点云拼接是场景三维重建过程中的重要环节。针对现有的拼接算法存在耗时长、拼接效果差等问题,通过利用正交映射,获取三维点云与二维图像之间的映射关系,并在二维图像中获取匹配点对。在此基础上,提出了采用LM和SVD结合的方法来变换矩... 点云拼接是场景三维重建过程中的重要环节。针对现有的拼接算法存在耗时长、拼接效果差等问题,通过利用正交映射,获取三维点云与二维图像之间的映射关系,并在二维图像中获取匹配点对。在此基础上,提出了采用LM和SVD结合的方法来变换矩阵。首先根据正交映射,获取三维点云所对应的二维图像;其次利用SURF算法,提取图像的特征点,并通过FLANN算法以及RANSAC算法,提取两幅图像中的特征拼接点对;最后将LM和SVD两种方法相结合,求得变换矩阵。试验结果表明,无论拼接精度,还是运行速度,该算法均较直接利用LM算法或SVD算法有所提高。 展开更多
关键词 机器人 点云拼接 正交映射 线性最小二乘法 LM算法 SVD算法 变换矩阵
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一种简便的三维激光点云拼接模型 被引量：1
15
作者 廖中平 刘科 +2 位作者 丁美青 王强 陈帅 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期32-36,共5页
针对目前基于标靶或特征点的点云拼接需3个及以上公共点、使得算法计算及编程变得复杂的问题,提出了一种基于2个公共点的简单拼接模型。首先在测站间获取2个公共点的两套坐标,再根据平面坐标转换思想求解测站间转换参数,包括3个平移参数... 针对目前基于标靶或特征点的点云拼接需3个及以上公共点、使得算法计算及编程变得复杂的问题,提出了一种基于2个公共点的简单拼接模型。首先在测站间获取2个公共点的两套坐标,再根据平面坐标转换思想求解测站间转换参数,包括3个平移参数和1个角度参数。使用本研究算法、七参数算法以及徕卡C10扫描仪配套软件Cyclone内嵌算法进行解算试验,结果表明,本研究算法解算结果不仅满足精度要求,而且易于编程,计算效率高,在实际应用中具有一定的可行性。 展开更多
关键词 点云拼接 标靶 七参数模型 Cyclone软件 三维激光扫描
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基于单位四元数法的激光点云拼接算法研究 被引量：4
16
作者 王英男 戴曙光 《电子科技》 2015年第6期202-204,共3页
在实际生产应用中经常需要对激光器多次测量所得点云进行点云拼接,为解决激光点云的精确拼接问题,提出了一种基于单位四元数的点云拼接算法,通过计算点云重心点所在曲面的曲率特征点,经过多次迭代寻找最近点,求出点云平移与旋转矩阵的... 在实际生产应用中经常需要对激光器多次测量所得点云进行点云拼接,为解决激光点云的精确拼接问题,提出了一种基于单位四元数的点云拼接算法,通过计算点云重心点所在曲面的曲率特征点,经过多次迭代寻找最近点,求出点云平移与旋转矩阵的最优解,进而完成点云的自动精确拼接。 展开更多
关键词 激光扫描 点云拼接 单位四元数
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基于点云拼接的植物三维模型重建 被引量：7
17
作者 贾鹤鸣 孟羽佳 +3 位作者 邢致恺 朱柏卓 彭晓旭 李金夺 《应用科技》 CAS 2019年第1期19-24,共6页
针对采用点云配准法对植物三维模型重建的运算时间长、配准精度对参数要求高等问题,提出一种基于点云拼接法的植物三维模型重建算法。首先将转盘水平放置于地面上,利用Kinect获得转盘轴线相对于摄像头的位置信息,将植物放置于转盘上并以... 针对采用点云配准法对植物三维模型重建的运算时间长、配准精度对参数要求高等问题,提出一种基于点云拼接法的植物三维模型重建算法。首先将转盘水平放置于地面上,利用Kinect获得转盘轴线相对于摄像头的位置信息,将植物放置于转盘上并以60°等间隔旋转转盘并对植物进行6次图像采集;然后将彩色和深度图像数据融合得到植物点云,并对原始点云进行背景去除、离群点去除等操作获得理想的点云;最后将来自6个视角的点云分别绕轴旋转相应的角度,从而将点云拼接到一起。实验证明所提出算法的重建效果与点云配准算法的重建效果相似,并且本文算法的运算时间大为减少,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 植物三维重建 KINECT 点云滤波 点云拼接 深度图像 数据融合 背景去除 离群点去除
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三维激光扫描技术中的点云拼接精度问题探讨 被引量：17
18
作者 辛培建 韦宏鹄 《山西建筑》 2012年第7期219-221,共3页
针对误差积累导致点云拼接方法精度较低的问题,提出了结合传统测绘技术建立精确控制网,在绝对坐标系下的点云拼接方法,并通过实验证明了该方法的有效性,对促进三维激光扫描技术的广泛应用具有一定指导意义。
关键词 地面三维激光扫描 点云拼接 建筑测绘 古建筑
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结合图像信息的快速点云拼接算法 被引量：7
19
作者 王瑞岩 姜光 高全学 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期96-102,共7页
现有三维激光扫描设备通常配有一个同轴相机,它可以对扫描场景进行拍摄。针对带有同轴相机的激光扫描设备,本文提出了一种结合图像信息的快速点云拼接算法。与传统拼接算法同时计算点云间的旋转和平移变换不同,本文对这两种变换分别进... 现有三维激光扫描设备通常配有一个同轴相机,它可以对扫描场景进行拍摄。针对带有同轴相机的激光扫描设备,本文提出了一种结合图像信息的快速点云拼接算法。与传统拼接算法同时计算点云间的旋转和平移变换不同,本文对这两种变换分别进行求解。其中,不同扫描点云间的旋转变换是利用视觉几何知识由同轴相机在不同扫描站点下拍摄的图像直接获得,而平移变换是由本文提出的改进ICP算法得到。在改进的ICP算法中,只有平移变换的3个未知量被迭代计算,其输入是去除旋转变换后的点云。试验结果表明利用图像获得的点云旋转变换具有很高的准确性;并且由于本文算法中迭代过程只针对平移变换的3个变量进行计算,因此与需要迭代计算6个变量的传统ICP算法相比,本文算法计算复杂度大幅降低,同时更易收敛于全局最优值且收敛速度有所提高。 展开更多
关键词 点云拼接 图像信息 视觉几何 ICP算法
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ICP算法在隧道点云拼接中应用研究
20
作者 林永达 周佐荣 李建 《江西科学》 2016年第6期871-874,902,共5页
三维激光隧道点云拼接精度直接影响到隧道变形分析的可靠性。为了获得更好的配准结果,针对经典ICP算法配准效率较低的情况,结合已有的ICP改进算法,提出一种基于靶标中心法线空间夹角的约束条件。该方法利用两站点云同一靶标的中心点的... 三维激光隧道点云拼接精度直接影响到隧道变形分析的可靠性。为了获得更好的配准结果,针对经典ICP算法配准效率较低的情况,结合已有的ICP改进算法,提出一种基于靶标中心法线空间夹角的约束条件。该方法利用两站点云同一靶标的中心点的法线夹角作为约束条件剔除误差较大和错误的对应点对,进而提高算法效率。实验结果表明改进后的ICP算法在计算效率上得到明显提高,拼接精度达到毫米级。 展开更多
关键词 隧道点云拼接 ICP算法 法线约束 靶标
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