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基于SQL数据库和KD-Tree算法的船体型线匹配方法 被引量:1
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作者 余恺 马宁 +1 位作者 史琪琪 孙利 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期8-14,共7页
为提高船舶初步设计效率,提出一种基于SQL数据库和KD-Tree算法的船舶型线快速匹配方法。针对船舶数据繁多复杂的问题,利用SQL语言保存、分类和提取船舶设计过程中的型线数据和特征线数据,提高了数据的存储和利用效率。针对船体复杂曲面... 为提高船舶初步设计效率,提出一种基于SQL数据库和KD-Tree算法的船舶型线快速匹配方法。针对船舶数据繁多复杂的问题,利用SQL语言保存、分类和提取船舶设计过程中的型线数据和特征线数据,提高了数据的存储和利用效率。针对船体复杂曲面的匹配问题,采取基于特征线描述船体特征,并求解特征线B样条控制点的方法保存船体的曲面特征数据。针对高维度变量的匹配问题,在不同大小的测试集中采用KD-Tree结构保存数据并采用最邻近搜索算法,能将船体型线的搜索匹配速度提高34.31%~84.16%。该方法对提高船舶初步设计效率提供有益的借鉴和帮助。 展开更多
关键词 船体设计 SQL数据库 kd-tree算法 船舶特征线
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基于KD-Tree加速的多线激光传感器数据融合方法
2
作者 李欣飞 鄢然 +2 位作者 夏磊 赵青 张凯飞 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期50-59,共10页
针对多个线激光传感器协同扫描测量中大规模点云数据融合效率低、拼接误差大、处理复杂度高等问题,故提出一种基于KD-Tree加速的多个线激光传感器数据融合方法,通过动态邻域搜索策略和自适应半径调整机制,实现点云数据的高效排序与并行... 针对多个线激光传感器协同扫描测量中大规模点云数据融合效率低、拼接误差大、处理复杂度高等问题,故提出一种基于KD-Tree加速的多个线激光传感器数据融合方法,通过动态邻域搜索策略和自适应半径调整机制,实现点云数据的高效排序与并行平滑优化。首先,构建KD-Tree空间索引结构,创新性地设计动态邻域搜索策略,实现二维轮廓数据从无序到有序的快速重组,算法时间复杂度由传统方法的O(n^(2)logn)降至O(nlogn);其次,结合OpenMP多线程并行计算技术改进移动最小二乘算法,提出K-MLS并行平滑方法,算法的时间复杂度从O(n^(2))优化至O(nlogn),显著提升大规模点云的处理效率。在火车车轮测量系统中验证表明,当点云规模达到209万时,排序算法耗时较传统方法提升35.7倍,平滑算法耗时较传统方法提升84.5倍。最后,对比分析了该方法在提升点云质量方面的实际效果,算法可有效填补部分扫描数据的空缺,在轮辋面测量的最大偏差从±0.279 mm降低至±0.085 mm,三维点云配准的均方误差由0.323 mm优化至0.106 mm。实验数据表明,所提方法在保持亚毫米级精度的同时,显著提升了百万级点云数据的处理效率,有效解决了多传感器数据融合中的拼接误差、重叠区密度不均等问题,验证了算法在工业在线测量场景中的有效性与鲁棒性。 展开更多
关键词 kd-tree 线激光传感器 数据融合 点云处理 三维测量
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基于自动终止准则改进的kd-tree粒子近邻搜索研究
3
作者 张挺 王宗锴 +1 位作者 林震寰 郑相涵 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期217-229,共13页
对于大规模运动模拟问题而言,近邻点的搜索效率将对整体的运算效率产生显著影响。本文基于关联性分析建立kd-tree的最大深度dmax与粒子总数N的自适应关系式,提出了kd-tree自动终止准则,即ATC-kd-tree,同时还考虑了叶子节点大小阈值n_(0... 对于大规模运动模拟问题而言,近邻点的搜索效率将对整体的运算效率产生显著影响。本文基于关联性分析建立kd-tree的最大深度dmax与粒子总数N的自适应关系式,提出了kd-tree自动终止准则,即ATC-kd-tree,同时还考虑了叶子节点大小阈值n_(0)对近邻搜索效率的影响。试验表明,ATC-kd-tree具有更高的近邻搜索效率,相较于不使用自动终止准则的kd-tree搜索效率最高提升46%,且适用性更强,可求解不同N值的近邻搜索问题,解决了粒子总数N发生改变时需要再次率定最大深度dmax的问题。同时,本文还提出了网格搜索法组合坐标下降法的两步参数优化算法GSCD法。通过2维阿米巴虫形状的参数优化试验发现,GSCD法可更为快速地率定ATC-kd-tree的可变参数,其优化效率比网格搜索法最高提升了205%,相较于改进网格搜索法最高提升了90%。研究结果表明,ATC-kd-tree和GSCD法不仅提高了近邻搜索的效率,也为复杂运动中近邻粒子搜索问题提供了一种更为高效的解决方案,能够显著降低计算资源的消耗,进一步提升模拟的精度和效率。 展开更多
关键词 kd-tree 粒子近邻搜索 自适应 网格搜索法 坐标下降法
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基于KD-Tree与DBSCAN的水电机组状态监测数据清洗方法 被引量:1
4
作者 谭志锋 姬联涛 +2 位作者 荆岫岩 王璞 田海平 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第3期250-254,共5页
针对水电机组状态监测数据量逐步增大,数据质量差的问题,提出了一种基于改进K维树(K-Dimensional Tree,KD-Tree)与基于密度的空间聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)的水电机组状态监测数... 针对水电机组状态监测数据量逐步增大,数据质量差的问题,提出了一种基于改进K维树(K-Dimensional Tree,KD-Tree)与基于密度的空间聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)的水电机组状态监测数据清洗方法,首先对输入数据建立KD-Tree,再使用DBSCAN在最近邻样本上扫描完成聚类,聚类结束以后会分离出噪声点,将噪声点去除即可完成对水电机组状态监测数据清洗。选取某水电站状态监测系统上导摆度数据1 088条,再以相同时间间隔插入随机数据100条,通过算例与常规DBScan、K-means、OCSVM算法对比聚类性能与时间性能,所提出的方法识别正确率最高,为97.78%,消耗时间最少,为0.007 732 s,数据清洗效果最优,并可以大幅减少计算时间。 展开更多
关键词 kd-tree DBSCAN 水电机组 状态监测 数据清洗
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用于ICP的近似KD-Tree搜索加速器设计及FPGA实现
5
作者 郑凯磊 陈强 肖昊 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第12期1648-1654,共7页
为了加速迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法中k近邻(k-nearest neighbor,KNN)搜索过程,文章根据近似K维树(K-dimensional tree,KD-Tree)数据结构,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)提出一种高性能的... 为了加速迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法中k近邻(k-nearest neighbor,KNN)搜索过程,文章根据近似K维树(K-dimensional tree,KD-Tree)数据结构,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)提出一种高性能的KNN搜索加速器;分析近似KD-Tree数据结构的可行性,结果表明该数据结构能够满足ICP算法精度要求,并提高计算的并行度和性能;为了解决近似KD-Tree建树过程耗费时间长的问题,设计基于分治归并排序的具有反馈数据通路的树构建计算模块,该模块可在8.95 ms内计算出256个空间的树节点并完成树构建;为了优化点云暴力搜索过程,设计一种高吞吐率的点云搜索模块,可以在0.49 ms内完成近30000个点的最近点搜索。研究结果表明,与相关的设计相比,该文提出的硬件加速方法可以有效降低KNN搜索时间复杂度,提高算法性能。 展开更多
关键词 K维树(kd-tree) 迭代最近点(ICP)算法 三维重建 硬件加速 现场可编程门阵列(FPGA)
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基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法
6
作者 秦学斌 许爱珍 周毓凡 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期181-188,共8页
由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-t... 由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-tree算法和基于体素化的八叉树滤波算法构成的复合索引结构对点云数据进行精简和滤波,剔除点云数据中的异常点和高噪声点;再通过基于K-means聚类对精简后的点云数据进行图卷积神经网络运算提取出地面点,非地面点通过聚类方法寻找邻域构成三角面,利用三角面的法向量拟合非地面即得到曲面;最后计算拟合最优地面和非地面的交线即为所求的道路边界线。试验结果表明:提出的道路边界检测算法能很好地检测出边界线,为矿山道路无人驾驶提供安全范围,有助于提升无人运行矿车驾驶的安全性。 展开更多
关键词 点云滤波 kd-tree算法 K-MEANS聚类 图卷积网络 边界线检测
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虚拟场景的一种快速优化Kd-Tree构造方法 被引量:10
7
作者 过洁 徐晓旸 潘金贵 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1811-1817,共7页
Kd-tree因其具有场景自适应划分、低存储消耗和快速遍历等优势成为使用最为广泛的加速结构.本文提出一种快速优化的kd-tree构造方法,该方法通过分析场景的SAH函数,将模拟退火技术使用到最优分割平面搜索过程中加快搜索过程,从而加速kd-t... Kd-tree因其具有场景自适应划分、低存储消耗和快速遍历等优势成为使用最为广泛的加速结构.本文提出一种快速优化的kd-tree构造方法,该方法通过分析场景的SAH函数,将模拟退火技术使用到最优分割平面搜索过程中加快搜索过程,从而加速kd-tree的构造过程.实验表明,通过本文的方法可以在保证构造的kd-tree的质量情况下有效加快构造速度.同时,本文实现了该方法的一个多核并行扩展,利用多核CPU的并行处理能力,进一步加快了kd-tree的构造过程. 展开更多
关键词 虚拟场景 kd-tree 加速结构 模拟退火 并行计算
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结合K均值聚类和KD-Tree搜索的快速分形编码方法 被引量:6
8
作者 陈作平 叶正麟 +1 位作者 赵红星 郑红婵 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期965-970,共6页
利用部分失真搜索求解传统K均值聚类算法中的最近邻搜索问题,显著地减少了传统算法的乘法次数,从而提高了聚类速度;然后用改进后的聚类算法来加速分形编码:首先将定义域块聚类并为每个类建立一棵KD-Tree,编码时对每个值域块先后用部分... 利用部分失真搜索求解传统K均值聚类算法中的最近邻搜索问题,显著地减少了传统算法的乘法次数,从而提高了聚类速度;然后用改进后的聚类算法来加速分形编码:首先将定义域块聚类并为每个类建立一棵KD-Tree,编码时对每个值域块先后用部分失真搜索与近似最近邻搜索得到与其距离最近的若干KD-Tree及其上的若干最近邻,而其最优匹配块即由后者产生.实验结果表明,相对于全局搜索,该方法能大幅度地提高编码速度和较大地提高压缩比,而解码质量只有很小的下降;相对于同类方法,在相同压缩比下有更好的加速效果和解码质量. 展开更多
关键词 分形图像压缩 K均值聚类 部分失真搜索 kd-tree 近似最近邻搜索
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在游戏中利用邻域特性扩展的kd-tree及其查找算法 被引量:1
9
作者 徐建民 李欢 刘博宁 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第3期257-262,共6页
处理场景中数量庞大的各种对象间的交互是游戏的一类主要计算工作。将kd-tree用于组织场景,提高了这类计算的效率。传统算法采用树的层次遍历方式进行查找,处理跨节点情况时性能下降明显。提出了邻域特性概念以扩展传统kd-tree结构,增... 处理场景中数量庞大的各种对象间的交互是游戏的一类主要计算工作。将kd-tree用于组织场景,提高了这类计算的效率。传统算法采用树的层次遍历方式进行查找,处理跨节点情况时性能下降明显。提出了邻域特性概念以扩展传统kd-tree结构,增添了树节点间的平面邻接关系,且考虑了游戏对kd-tree的一些限定,设计了从起始节点向四周扩展的查找算法。经分析与实验证明,新算法比传统算法有约40%的性能提升且更稳定。 展开更多
关键词 邻域特性 kd-tree 查找 场景分割 游戏
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光线追踪硬件加速方案综述
10
作者 张大权 董家瑞 +5 位作者 雷洋 李世康 石响宇 李宗辉 邓仰东 吴为民 《计算机应用》 北大核心 2025年第5期1632-1644,共13页
当前,实时三维图形渲染领域发生着技术变革,实时光线追踪技术的应用激增;但就计算而言,光线追踪成本依旧“昂贵”,传统硬件无法支持这样的算力。新的图形处理单元(GPU)必须在性能、功耗和高复杂度场景之间获取平衡,硬件加速技术因此成... 当前,实时三维图形渲染领域发生着技术变革,实时光线追踪技术的应用激增;但就计算而言,光线追踪成本依旧“昂贵”,传统硬件无法支持这样的算力。新的图形处理单元(GPU)必须在性能、功耗和高复杂度场景之间获取平衡,硬件加速技术因此成为实时光线追踪的核心。首先,介绍了光线追踪的理论基础,基于目前最主流的2种硬件加速数据结构(KD-Tree(K-Dimensional Tree)和层次包围盒树(BVH-Tree)),分别从基元分割、构造方法、优化方法和遍历加速的角度进行调研,发掘这2种结构用于硬件加速的潜力;其次,从固定函数设计、硬件架构设计、以减少内存带宽为目标的调度和数据管理这3个角度,对各个阶段所开发的专用加速硬件进行总结;再次,面向产业界调研主流的光线追踪GPU的产业界解决方案以及未来发展趋势;最后,总结并讨论光线追踪硬件加速方案的现状与不足,并展望了这些方案的性能优化方向。 展开更多
关键词 光线追踪 硬件加速 kd-tree 层次包围盒树 图形处理单元
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基于线索KD-Tree的射线追踪并行计算 被引量:3
11
作者 厉夫兵 苏永琪 陈文剑 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第12期3677-3682,共6页
针对射线追踪过程中,由于射线数目巨大、部分目标场景复杂,造成计算效率低下的问题,采用线索KD-Tree (K-dimensional tree)空间加速算法,将目标场景进行有序组织,通过对线索KD-Tree进行无堆栈遍历,加快射线与目标场景求交的计算速度。... 针对射线追踪过程中,由于射线数目巨大、部分目标场景复杂,造成计算效率低下的问题,采用线索KD-Tree (K-dimensional tree)空间加速算法,将目标场景进行有序组织,通过对线索KD-Tree进行无堆栈遍历,加快射线与目标场景求交的计算速度。为解决传统方法中,串行计算射线与目标求交过程中造成待遍历射线多的问题,采用图形处理器(graphics processing unit, GPU)在统一计算设备架构(compute unified device architecture, CUDA)平台下并行处理所有射线,加快计算速度。实例仿真计算结果表明,基于线索KD-Tree的射线追踪并行计算相比于串行计算,计算效率提高,获得了很好的加速效果。 展开更多
关键词 射线追踪 线索kd-tree 无堆栈遍历 求交测试 图形处理器 统一计算设备架构 并行计算
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基于点云重叠率的最近点迭代配准方法
12
作者 闫晨曦 陈成军 +1 位作者 王金磊 董海韬 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第9期3265-3276,共12页
为了快速检测义齿加工模型与设计模型的不一致区域,以指导工人快速完成义齿修正,提出了一种基于点云重叠率的最近点迭代配准方法,并采用热力图的形式显示义齿加工模型不一致区域。在最近点迭代(ICP)算法基础上,使用双向KD-tree搜索近邻... 为了快速检测义齿加工模型与设计模型的不一致区域,以指导工人快速完成义齿修正,提出了一种基于点云重叠率的最近点迭代配准方法,并采用热力图的形式显示义齿加工模型不一致区域。在最近点迭代(ICP)算法基础上,使用双向KD-tree搜索近邻点,引入容差范围定义重合点,以重叠率代替均方误差作为收敛条件,进行配准。结果表明,所提方法解决了义齿加工模型与设计模型的配准问题,能够针对不同类型的义齿快速检测出义齿加工模型的差异区域,相比传统ICP,配准重叠率和效率均有提升。 展开更多
关键词 点云配准 最近点迭代 点云重叠 双向kd-tree
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基于混合A*和修正RS曲线融合的路径规划
13
作者 张博强 陈新明 +3 位作者 冯天培 吴兰 刘宁宁 孙朋 《计算机工程》 北大核心 2025年第4期373-382,共10页
在限定场景内,无人转运车辆在路径规划过程中不能与周围障碍物保持安全距离,导致发生车辆与障碍物发生剐蹭的问题,提出基于混合A*算法和修正RS曲线融合的路径规划。首先,将提出的基于KD-Tree算法的距离代价函数加入到混合A*算法的代价... 在限定场景内,无人转运车辆在路径规划过程中不能与周围障碍物保持安全距离,导致发生车辆与障碍物发生剐蹭的问题,提出基于混合A*算法和修正RS曲线融合的路径规划。首先,将提出的基于KD-Tree算法的距离代价函数加入到混合A*算法的代价函数中。其次,改变混合A*算法的扩展策略,根据车辆周围环境动态改变节点扩展距离,实现节点的动态扩展,提高算法的节点搜索效率。最后,改进混合A*算法的RS曲线生成机制,使生成的RS曲线直线部分与周围障碍物边界保持平行,从而符合厂区内道路行驶要求,通过对局部路径进行平滑处理,在保证路径符合车辆运动学约束的条件下满足路径曲率变化的连续性,从而提高生成路径的质量。实验结果表明,与传统算法相比,提出算法的搜索时间缩短了38.06%,最大曲率减少了25.2%,路径到障碍物的最近距离增加了51.3%,有效提高了混合A*算法生成路径的质量,并能较好地在限定场景中运行。 展开更多
关键词 限定场景 路径规划 kd-tree算法 混合A*算法 RS曲线
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启发式探查最佳分割平面的快速KD-Tree构建方法 被引量:9
14
作者 范文山 王斌 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期185-192,共8页
在基于光线跟踪方法的真实感绘制中,kd-tree是一种重要的加速结构.文章对kd-tree的构建方法进行了研究,提出了一种基于分区(binning)算法的快速构建方法.首先,通过分析kd-tree的成本函数,启发式地定位了当前节点的分割平面所在的子区间... 在基于光线跟踪方法的真实感绘制中,kd-tree是一种重要的加速结构.文章对kd-tree的构建方法进行了研究,提出了一种基于分区(binning)算法的快速构建方法.首先,通过分析kd-tree的成本函数,启发式地定位了当前节点的分割平面所在的子区间;其次,对探查到的子区间进行进一步的细化采样(sub-sampling),使得到的分割平面更好地逼近最优分割位置;同时,文章分析了现有方法在处理分割终止时存在的问题,提出了更加合理的分割终止条件.与以往方法相比,新方法用更小的计算成本生成了质量更好的kd-tree,构建过程更加鲁棒.实验数据验证了文中方法的有效性. 展开更多
关键词 光线跟踪 kd-tree SAH 分区算法 细化采样
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场景导向的kd-tree点云滤波算法 被引量:11
15
作者 赵浚壹 马峻 +2 位作者 陈寿宏 郭玲 徐翠锋 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第11期74-78,共5页
采集点云是三维重建过程中的关键步骤,在采集点云的过程中,不可避免地产生一些噪声及离群点。针对噪声及离群点的传统滤波算法主要依赖于概率学模型假设,然而由于环境的复杂性导致噪声及离群点的分布并不完全服从于假设的模型,从而传统... 采集点云是三维重建过程中的关键步骤,在采集点云的过程中,不可避免地产生一些噪声及离群点。针对噪声及离群点的传统滤波算法主要依赖于概率学模型假设,然而由于环境的复杂性导致噪声及离群点的分布并不完全服从于假设的模型,从而传统的滤波算法不能达到良好的滤波效果。另外,传统滤波算法通常需要对样本逐个遍历,因此耗时较高。针对这些问题,针对特定场景的结构特点,提出了一种场景导向的kdtree(k-dimensional tree)点云滤波算法。首先对点云下采样后计算其重心,再设定搜索半径阈值,最后依据所计算得到的重心及搜索半径结合kd-tree分割出场景结构并保留,从而达到滤波目的。实验结果表明,提出的算法不仅具有良好的滤波效果,而且在算法的处理速度方面,相较于传统的半径滤波算法、统计滤波算法分别提高了4.8倍、14.2倍。 展开更多
关键词 点云滤波 降噪 离群点 kd-tree 三维重建
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一种基于Kd-tree射线追踪法的卫星RCS预估方法 被引量:2
16
作者 肇格 张军 胡杰民 《电讯技术》 北大核心 2012年第5期712-715,共4页
针对空间卫星目标的雷达散射截面(RCS)预估问题,提出了一种基于Kd-tree射线追踪法的改进物理光学(PO)方法,实现了对具有较强耦合结构的卫星目标电磁特性计算。基于卫星目标的三维面元模型,建立了其对应的Kd-tree空间分割描述结构,将其... 针对空间卫星目标的雷达散射截面(RCS)预估问题,提出了一种基于Kd-tree射线追踪法的改进物理光学(PO)方法,实现了对具有较强耦合结构的卫星目标电磁特性计算。基于卫星目标的三维面元模型,建立了其对应的Kd-tree空间分割描述结构,将其用于射线追踪,结合PO方法就可以得到给定模型的RCS预估值。数值计算结果表明,改进方法和MoM方法相比,具有相同计算精度但计算效率高得多,相比单纯PO方法,改进方法也更接近测量值。 展开更多
关键词 卫星目标 RCS预估 射线追踪 物理光学法 kd-tree方法
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基于复杂场景图的光线追踪渲染的Kd-tree构造
17
作者 陈立华 王毅刚 《计算机应用与软件》 CSCD 2011年第10期235-237,共3页
在基于光线跟踪等的全局光照绘制中,改良空间划分结构一直是各种加速策略中重要的方法之一。对常见的空间结构构建方法进行研究,针对复杂室内场景提出一种快速的分区构建方法。首先,算法并不直接将整个空间进行剖分,而是采用分组策略,... 在基于光线跟踪等的全局光照绘制中,改良空间划分结构一直是各种加速策略中重要的方法之一。对常见的空间结构构建方法进行研究,针对复杂室内场景提出一种快速的分区构建方法。首先,算法并不直接将整个空间进行剖分,而是采用分组策略,结合包围盒进行判断,将具有一定空间联系的场景实体合并成一定数量的组;之后,对每个组使用优化后的Kd-tree构建细分结构,并提出合理的终止条件。与以往的方法相比,该方法构建的加速结构更适合于基于场景图构建的复杂室内环境,为快速生成真实感图形提供了有效的手段。 展开更多
关键词 全局光照 光线跟踪 kd-tree 场景图 离线渲染
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基于KD-tree剖分的三维动态场景快速有效压缩 被引量:3
18
作者 马志强 李海生 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第9期2590-2596,共7页
为充分利用GPU并行计算特点,实现对三维动态数据的快速有效压缩,降低网络带宽的限制,提出一种基于KD-tree剖分的快速有效压缩方法。首先使用KD-tree在第0帧对整个三维场景进行划分,并对每个叶子节点进行刚体的并行构造;建立能构造刚体... 为充分利用GPU并行计算特点,实现对三维动态数据的快速有效压缩,降低网络带宽的限制,提出一种基于KD-tree剖分的快速有效压缩方法。首先使用KD-tree在第0帧对整个三维场景进行划分,并对每个叶子节点进行刚体的并行构造;建立能构造刚体的叶子节点和均匀划分的三维网格之间的映射关系,在三维空间使用并查集合并并行构造的刚体;最后将压缩后的动态数据传输到客户端并重构一定时间内的三维动态场景。算法可以极大提高服务器端数据的压缩速度,有效减少需要传输的数据量。实验结果表明:该算法在保证压缩质量的同时,可以对原始三维动态场景进行快速有效压缩,有效降低网络带宽对数据传输的限制。 展开更多
关键词 kd-tree剖分 并查集 刚体合并 时变数据集 动态数据压缩
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基于逐点前进法的改进型点云配准方法 被引量:4
19
作者 李茂月 许圣博 +1 位作者 孟令强 刘志诚 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期875-885,共11页
点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量... 点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量。然后,通过使用法向量约束改进的KN-4PCS算法进行粗配准,以实现源点云与目标点云的初步配准。最后,使用双向Kd-tree优化的LM-ICP算法完成精配准。实验结果显示:在斯坦福大学开放点云数据配准实验中,其平均误差较SAC-IA+ICP算法减少了约70.2%,较NDT+ICP算法减少了约49.6%,配准耗时分别减少约86.2%和81.9%,同时在引入不同程度的高斯噪声后仍能保持较高的精度和较低的耗时。在真实室内物体点云配准实验中,其平均配准误差为0.0742 mm,算法耗时平均为0.572 s。通过斯坦福开放数据与真实室内场景物体点云数据对比分析结果表明:本方法能够有效提高点云配准的效率、准确性和鲁棒性,为基于点云的室内目标识别与位姿估计奠定了良好的基础。 展开更多
关键词 点云配准 KN-4PCS 双向kd-tree LM-ICP
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基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法 被引量:4
20
作者 连忠文 任助理 +4 位作者 郝英豪 杨帆 白刚 方程 袁瑞甫 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期48-55,共8页
目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管... 目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管网带来的噪声,提出一种基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法。利用三维激光扫描技术获得井下巷道场景的3D点云信息,并分析其中由于井下非结构场景和传感器误差造成的异常点,以及行人、移动设备和风/水管网形成的噪声特点;利用k维树(kd-tree)构建点云的拓扑关系,选取适当的种子节点和生长准则,设定合适的曲率和角度阈值,通过区域生长算法实现巷道点云的有效分割,去除未加入分割区域的离群点云;根据噪声特点,基于巷道点云区域分割结果进一步去噪优化。试验结果表明:对于巷道中存在行人、设备等特征的情况,建议将区域生长算法的角度阈值设定为10°左右,曲率阈值设定为3左右;在实际应用中,应平衡数据量的减少与去噪效果,以确保数据处理的有效性,同时提高数据质量;采用基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法进行去噪时,点云数量减少幅度介于SOR滤波器和低通滤波器之间,能有效移除行人、设备等噪声。 展开更多
关键词 非结构巷道 三维激光扫描 点云去噪 点云区域分割 区域生长 kd-tree
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