点云融合技术综述:方法、应用与挑战

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作者 宋绍京 李新建 方非易 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期528-547,共20页

点云融合技术作为3D(Three-Dimensional)数据处理的重要手段,在多个领域展现出巨大的潜力和应用前景。该文系统地综述了点云融合的基础概念、常用技术方法及其应用,深入分析了不同方法的发展现状和未来发展趋势。此外,该文还探讨了点云... 点云融合技术作为3D(Three-Dimensional)数据处理的重要手段,在多个领域展现出巨大的潜力和应用前景。该文系统地综述了点云融合的基础概念、常用技术方法及其应用,深入分析了不同方法的发展现状和未来发展趋势。此外,该文还探讨了点云融合在自动驾驶、建筑和机器人等领域的实际应用及面临的挑战,尤其是在应对噪声、数据稀疏性和密度不均等问题时,如何在保证融合精度的同时平衡其复杂性。通过全面梳理现有研究进展,为未来点云融合技术的发展提供了有力参考,并为进一步提升融合算法的精度、鲁棒性和效率指明了可能的研究方向。 展开更多

关键词 点云融合 3D数据处理 特征匹配 融合算法 深度学习

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基于相机与激光雷达融合的番茄果实三维定位研究

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作者 邹荣 李金炎 +2 位作者 王权 白圣贺 沐森林 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期1-10,18,共11页

为满足复杂环境中番茄采摘机器人果实三维定位需求,克服番茄三维定位中光照变化对相机影响、三维点云定位的资源消耗和速度问题,提出了一种基于相机与激光雷达融合的番茄果实三维定位方法。首先,对传感器采集的数据进行预处理,基于改进... 为满足复杂环境中番茄采摘机器人果实三维定位需求,克服番茄三维定位中光照变化对相机影响、三维点云定位的资源消耗和速度问题,提出了一种基于相机与激光雷达融合的番茄果实三维定位方法。首先,对传感器采集的数据进行预处理,基于改进的YOLOv5s模型对番茄图像进行感兴趣区域(Region of Interest,RoI)提取,通过传感器联合标定将RoI转换为带有点云信息的截锥体区域提议;其次,对区域内点云进行反射率分析,分割出番茄果实点云,通过SOM K-means聚类算法对分割出来的果实点云进行聚类,进而对果实重叠的点云进行个体分割;最后,使用多模态融合算法将二维的图像检测中心与番茄点云质心相关联。引入EIoU Loss对YOLOv5s网格的损失函数进行优化,改进的模型在测试集上的识别准确率为99.65%,与YOLOv5s和Faster RCNN相比,识别准确率分别提高了3.7个百分点、5.9个百分点。对随机选取的52株番茄果树样本进行定位,试验结果表明:改进后算法的定位准确率为95.48%,相比于双目立体视觉检测识别准确率提高了2.48个百分点,定位误差小于4.5 mm。机械臂采摘试验表明,改进后算法满足番茄采摘机器人视觉定位要求。 展开更多

关键词 番茄定位 多传感器融合 YOLOv5s算法 SOM K-means聚类算法 点云分割

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一种干扰环境下线阵复合成像引信目标识别算法

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作者 高铭泽 徐立新 +5 位作者 施小龙 王伟翰 王凤杰 胡诗苑 吴沿江 陈慧敏 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期227-235,共9页

为解决激光成像引信在烟雾、扬尘和伪装干扰下目标识别性能差的问题,提出一种线阵激光/线阵近红外复合成像目标识别算法。根据成像模型确立标定矩阵,得到激光点云与近红外图像的空间映射关系。构建了基于深度学习的目标识别算法框架,在... 为解决激光成像引信在烟雾、扬尘和伪装干扰下目标识别性能差的问题,提出一种线阵激光/线阵近红外复合成像目标识别算法。根据成像模型确立标定矩阵,得到激光点云与近红外图像的空间映射关系。构建了基于深度学习的目标识别算法框架,在数据输入层提出了一种体素融合模块,通过编码近红外像素级特征以增强点云,在中间层提出了一种鸟瞰图视角融合模块实现特征级融合,自适应动态调节双模态特征权重。基于自建的仿真数据集对算法进行验证,实验结果表明所提出的算法能够显著提高烟雾、扬尘和伪装干扰下的目标识别精度。 展开更多

关键词 复合成像引信 目标识别 激光点云 近红外图像 融合算法

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基于Transformer的逐通道点云分析网络

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作者 冯凯浩 陶志勇 +2 位作者 李衡 李铭朗 林森 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期49-59,共11页

三维点云能够充分描述目标对象的几何信息,在自动驾驶、医学影像和机器人等领域有着广泛的应用前景。然而,现有方法在处理不同通道间的特征时缺乏差异化,同时对低级空间坐标和高级语义特征采用统一的编码策略,进而导致点云特征提取不全... 三维点云能够充分描述目标对象的几何信息,在自动驾驶、医学影像和机器人等领域有着广泛的应用前景。然而,现有方法在处理不同通道间的特征时缺乏差异化,同时对低级空间坐标和高级语义特征采用统一的编码策略,进而导致点云特征提取不全面。因此,提出了基于Transformer的逐通道点云分析网络。首先,为了克服传统图卷积在混合通道中难以区分有效信息的挑战,设计了一种深度可分离边缘卷积,可以在逐通道特征提取时保留局部几何信息的同时,显著提升通道间的区分能力。其次,针对Transformer在低级空间坐标和高级语义特征中采用统一编码方式,导致信息提取不足的问题,提出了两种特征编码策略,自适应位置编码和空间上下文编码,分别用于探索低级空间中的隐式几何结构和高级空间中的复杂上下文关系。最后,提出了一种有效的融合策略,可以形成更具区分性的特征表示。为了充分证明所提出模型的有效性,在公开数据集ModelNet40和ScanObjectNN上进行点云分类实验,总体分类精度分别达到93.7%和83.2%,在公开数据集ShapeNet Part上,整体部件分割的平均交并比达到86.0%。因而,研究方法在分类和分割任务中均具有先进的性能。 展开更多

关键词 点云分类 分割 深度可分离卷积 Transfomer 融合算法 ModelNet40

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基于多视角三维点云融合的采棉机器人视觉感知方法 被引量：5

5

作者 刘坤 王晓 朱一帆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期74-81,共8页

针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过Apr... 针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过AprilTags算法标定出深度相机RGB成像模块与Tag标签的相对位姿,并基于深度相机中RGB成像模块与立体成像模块坐标系间的转换关系,解算出各个相机间点云坐标的对应变换,进而实现点云间的融合配准。结果表明,本文配准方法的全局配准平均距离误差为0.93 cm,平均配准时间为0.025 s,表现出较高的配准精度和效率。同时,为满足采棉机器人感知的实时性要求,本文对算法中点云获取、背景滤波和融合配准等步骤进行了效率分析及优化,最终整体算法运行速度达到29.85 f/s,满足采棉机器人感知系统实时性需求。 展开更多

关键词 采棉机器人 视觉感知 三维点云 融合 AprilTags算法

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复杂场景下多模态点云数据配准技术 被引量：1

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作者 付超 夏佳毅 +2 位作者 解琨 吴大鹏 付沁珵 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第6期146-150,共5页

针对复杂环境下多模态点云数据获取难,以及对点云数据配准、三维模型构建精度的要求越来越高的情况。本文以南通大剧院实景三维建模为例,当初始点云和校准点云两组多模态融合点云位置差较大时,采用ICP算法进行点云配准易导致局部最优问... 针对复杂环境下多模态点云数据获取难,以及对点云数据配准、三维模型构建精度的要求越来越高的情况。本文以南通大剧院实景三维建模为例,当初始点云和校准点云两组多模态融合点云位置差较大时,采用ICP算法进行点云配准易导致局部最优问题,利用所提出的基于控制点辅助约束的最近点迭代(CPA-ICP)算法通过对点云数据进行配准,并与其他3种点云配准算法的试验进行对比,可知该方法的配准精度和配准效率较高,对复杂场景下的多模态点云数据融合有较好的参考意义。 展开更多

关键词 复杂场景 多模态点云 联合定向匹配 CPA-ICP算法 数据融合

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采用静态数据增强的AGV定位与姿态修正研究

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作者 翁润庭 张春良 +3 位作者 岳夏 李子涵 龙尚斌 郑仲之 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期1-9,共9页

搭载激光雷达的移动机器人(AGV)被大量应用于智能工厂的工件运输,但受障碍物和移动物体的影响,AGV在车间内位姿辨别能力较弱。为了解决定位和姿态识别问题,提出一种全新的点云数据融合位姿辨别策略,利用高精度的静态全站仪整体数据融合... 搭载激光雷达的移动机器人(AGV)被大量应用于智能工厂的工件运输,但受障碍物和移动物体的影响,AGV在车间内位姿辨别能力较弱。为了解决定位和姿态识别问题,提出一种全新的点云数据融合位姿辨别策略,利用高精度的静态全站仪整体数据融合激光雷达局部、低精度数据,并提出向量权重匹配法来完成AGV的室内定位。设计一种抽样网格卷积法实现异构数据的快速初步定位;建立自适应搜索全站仪数据的基准区域,将它映射到激光雷达数据的对应区域;最后通过向量权重匹配获取AVG的位姿参数。上述方法在6 m×8 m室内空间进行实验。结果表明:所提方法可达到±7 mm的定位精度与±1.4°的姿态控制识别精度,且能准确补偿激光雷达的扫描误差,提高AGV的位姿识别能力。 展开更多

关键词 AGV 数据融合 位姿识别 权重匹配 点云匹配算法

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视觉图像与三维点云融合的障碍物主动识别与距离感知研究

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作者 孙峥 林国成 +4 位作者 谢睿 朱俊鹏 周煜 吴汪平 许阔 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期80-86,共7页

针对无人机配电线自动巡检及绝缘层涂覆维护过程中障碍物主动识别和距离感知的问题,提出视觉图像与三维点云相结合的障碍物识别方法。对图像进行增广预处理来丰富数据集,引入基于特征提取的深度学习进行模型训练,获取障碍物目标的类别... 针对无人机配电线自动巡检及绝缘层涂覆维护过程中障碍物主动识别和距离感知的问题,提出视觉图像与三维点云相结合的障碍物识别方法。对图像进行增广预处理来丰富数据集,引入基于特征提取的深度学习进行模型训练,获取障碍物目标的类别和方位,结合三维点云信息得到目标的距离信息。实验结果表明:三维点云与视觉图像融合的障碍物主动识别与距离感知算法可以兼顾实时与精准测距的需求,提高了系统预警的精确度,最大识别误差为2.356%,有助于提高无人机及线缆涂覆机器人的障碍感知能力,保障作业安全。 展开更多

关键词 障碍物主动识别和距离感知算法 视觉图像 三维点云 融合算法 目标检测

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基于融合点云数据的马尾松林地单木分割算法研究

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作者 李炜 王晓红 《林草资源研究》 北大核心 2024年第2期92-100,共9页

激光雷达技术在森林资源调查中具有较大优势,但单平台采集的数据往往存在扫描盲区,难以获取完整的森林结构信息。为此,以马尾松林作为研究对象,探究基于融合点云数据的马尾松林单木分割适宜性算法。首先提出一种针对森林样地点云数据融... 激光雷达技术在森林资源调查中具有较大优势,但单平台采集的数据往往存在扫描盲区,难以获取完整的森林结构信息。为此,以马尾松林作为研究对象,探究基于融合点云数据的马尾松林单木分割适宜性算法。首先提出一种针对森林样地点云数据融合的方法,然后采用标记控制分水岭算法、距离判别聚类算法和层堆叠算法对马尾松林进行单木分割,并对3种算法的关键参数的选取进行分析,最后提取树高验证融合点云估测森林结构参数的适用性。得出实验结果如下:1)提出的点云融合方法可以有效融合机载和手持激光雷达点云,配准误差为0.054 m;2)3种单木分割算法中,标记控制分水岭算法分割精度最高,总体精度为0.88,高于距离判别聚类算法和层堆叠算法;3)利用标记控制分水岭算法分割的单木提取树高,基于融合点云数据的R2值为0.983 7,RMSE为0.759 6 m,相较于单一点云数据,精度明显提高。研究结果可为多源激光雷达在林业领域的应用以及马尾松林地森林资源管理提供技术支持。 展开更多

关键词 单木分割 融合点云数据 单木树高 标记控制分水岭算法 马尾松

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UAV影像点云支持下的林地精细DEM建立方法 被引量：2

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作者 何荣 白伟森 +1 位作者 代震 翟慧鹏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第6期75-81,共7页

针对无人机摄影测量建立DEM时易受植被影响导致地形缺失的问题,本文提出了一种融合不同航线影像地面点云建立林地精细DEM的方法。首先,按无人机航线将影像分类,并分别提取地面点云,然后采用反距离权重约束的ICP算法构建融合地面点云,最... 针对无人机摄影测量建立DEM时易受植被影响导致地形缺失的问题,本文提出了一种融合不同航线影像地面点云建立林地精细DEM的方法。首先,按无人机航线将影像分类,并分别提取地面点云,然后采用反距离权重约束的ICP算法构建融合地面点云,最后融合地面点云建立林地精细DEM。结果表明,融合地面点云数量为2182740个,密度为9612个/m^(2);融合地面点云建立的DEM中误差为7.3 cm,与实际地形的相关系数达到0.925;在不同植被区内,融合后地面点云建立的DEM中误差均在10 cm内,与实际地形的相关系数均在0.89以上。试验验证了本文方法的可行性和适用性,可为无人机摄影测量建立林地精细DEM提供参考。 展开更多

关键词 影像点云 点云融合 反距离权重 精细DEM 精度评定

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一种融合多特征聚类集成的室内点云分割方法 被引量：9

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作者 曾碧 黄文 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期281-286,共6页

针对特定场景下传统点云分割算法不精确及特征描述不全面的问题,提出一种融合2D和3D多特征的近邻传播(AP)聚类集成分割方法。从点云中获得一组表征复杂室内场景不同点云类别的描述子,如彩色图像特征、曲率、法向量、旋转图像等,根据它... 针对特定场景下传统点云分割算法不精确及特征描述不全面的问题,提出一种融合2D和3D多特征的近邻传播(AP)聚类集成分割方法。从点云中获得一组表征复杂室内场景不同点云类别的描述子,如彩色图像特征、曲率、法向量、旋转图像等,根据它们之间的差异性,通过对每类特征进行AP聚类得到聚类成员,建立聚类成员簇间一致性矩阵,并利用Ncut算法进行图分割获得最终的点云分割结果。实验结果表明,该算法相较传统的点云分割算法能更准确地区分室内复杂三维点云场景,并且具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 点云分割 特征融合 近邻传播聚类算法 聚类成员 聚类集成

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基于改进ICP算法的路侧双激光雷达数据融合 被引量：8

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作者 关丽敏 张倩 +1 位作者 楚庆玲 朱进玉 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第9期38-44,共7页

路侧感知是车路协同的重要组成部分,由于单一的路侧激光雷达存在垂直盲区、探测范围小、感知精度低、难以处理遮挡等问题,通常需要部署多个激光雷达。数据融合对多激光雷达来说是提高感知范围和精度、减少目标遮挡的重要方法。本文提出... 路侧感知是车路协同的重要组成部分,由于单一的路侧激光雷达存在垂直盲区、探测范围小、感知精度低、难以处理遮挡等问题,通常需要部署多个激光雷达。数据融合对多激光雷达来说是提高感知范围和精度、减少目标遮挡的重要方法。本文提出了一种改进的迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法来实现双激光雷达数据层的融合。该算法通过法向量关键点选取和错误点对的剔除来增加点云配准的精度,采用体素化网格下采样和KD-tree(K-dimension tree)加速对应点匹配来提高点云的配准速度。实验结果表明,改进的ICP算法与经典ICP和GICP(Generalized ICP)算法相比具有更高的配准精度和更快的配准速度。 展开更多

关键词 车路协同 路侧激光雷达 ICP算法 数据融合 点云配准

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基于点面特征融合的RGB-D SLAM算法 被引量：3

13

作者 孙超 朱勇杰 +4 位作者 余林波 苗隆鑫 曹勉 叶力 郭乃宇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期201-207,共7页

传统的视觉SLAM算法主要依赖于点特征来构建视觉里程计,而在人造环境中通常存在一些点特征不足但结构特征丰富的场景,此时基于点特征的视觉里程计方法容易出现跟踪失败或位姿估计精度降低的问题。提出一种融合点面特征的RGB-D SLAM算法... 传统的视觉SLAM算法主要依赖于点特征来构建视觉里程计,而在人造环境中通常存在一些点特征不足但结构特征丰富的场景,此时基于点特征的视觉里程计方法容易出现跟踪失败或位姿估计精度降低的问题。提出一种融合点面特征的RGB-D SLAM算法,利用人造环境中的平面特征提高SLAM算法定位与建图的精度与鲁棒性。使用AGAST特征点提取算法并采用四叉树的方式进行改进,使特征点在图像中均匀分布以减少点特征提取的冗余度。同时,在传统点特征方法的基础上添加平面特征,使用连通域分割算法从点云中获取平面特征,并构建伪平面特征,结合AGAST特征点构建点面特征融合的结构约束因子图,添加多重约束关系用于图优化。实验结果表明,该算法AGAST特征点提取效率优于ORB-SLAM2算法,融合的点面特征使其在室内环境下的定位和建图精度更高,绝对轨迹误差减小约20%,相对轨迹误差减小约10%,单帧跟踪耗时减少约7.3%。 展开更多

关键词 RGB-D SLAM算法 AGAST算法 点云分割 点面特征融合 图优化

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基于SVD的超精密工件自寻位加工算法能力评价 被引量：4

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作者 杨航 宋书飘 +1 位作者 黄文 何建国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期14-19,共6页

为进一步改善超精密表面修形的最终精度、效率与成本,优化超精密自寻位加工的工艺方向与工艺决策过程,开展了对超精密工件的自寻位加工算法点云融合过程的定量评价研究,提出了基于SVD的自寻位加工算法能力评价方法。首先基于运动学方法... 为进一步改善超精密表面修形的最终精度、效率与成本,优化超精密自寻位加工的工艺方向与工艺决策过程,开展了对超精密工件的自寻位加工算法点云融合过程的定量评价研究,提出了基于SVD的自寻位加工算法能力评价方法。首先基于运动学方法建立了点云融合的矩阵表示,分别对平动、转动、复合运动等情况建立了自寻位结果的转换矩阵表示,获得自寻位点云融合转换矩阵;进而对转换矩阵进行奇异值分解得到转换矩阵的奇异值列表;最后将列表中最大奇异值用以表征自寻位加工算法的能力。通过对某型超精密叶片在平动、转动和复合运动、共计1078组自由放置状态进行分析,发现所提出的评价指标在独立平动和独立转动两种任意放置情况下能够正确地表征自寻位加工算法的工艺能力。对于独立平动情况,自寻位加工算法能够正常定位加工,其最大奇异值也与预设偏差较小;对于独立转动情况,当旋转角度小于45°时,均能够正确地进行自寻位加工,最大奇异值差值也趋近于零,旋转角度超过45°时,算法的自寻位加工能力恶化,这一特性能够被所提指标正确捕捉。对于由平动和转动构成的复合运动而言,所提指标显示约35%的情况能够正确进行自寻位加工,其余情况无法进行正确的自寻位加工。结果表明本文所提方法建立的指标能够正确表征自寻位加工算法能力。 展开更多

关键词 超精密加工 自寻位工艺 点云融合算法 奇异值分解 叶片加工

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一种基于三维特征点集的激光雷达与相机配准方法 被引量：11

15

作者 俞德崎 李广云 +2 位作者 王力 李帅鑫 宗文鹏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第11期40-45,共6页

针对无人驾驶技术中的激光雷达与相机的配准问题,提出了基于两传感器数据中对应的三维特征点集来求解激光雷达与相机配准参数的配准方法。首先,利用Ar Uco标签确定纸板标志与相机坐标系的关系,在纸板尺寸和位置已知的情况下可得纸板角... 针对无人驾驶技术中的激光雷达与相机的配准问题,提出了基于两传感器数据中对应的三维特征点集来求解激光雷达与相机配准参数的配准方法。首先,利用Ar Uco标签确定纸板标志与相机坐标系的关系,在纸板尺寸和位置已知的情况下可得纸板角点在相机坐标系下的坐标,基于随机抽样一致算法提取激光雷达点云中的纸板边缘,以边缘交点为纸板角点,从而建立两组角点的对应关系;然后,利用Kabsch算法求解激光雷达与相机的最优配准参数;最后,将求得配准参数与人工测量结果作比较,验证该方法的可行性。为了进一步确定方法的准确性,将该方法用于两台相机的配准,通过相机点云数据融合的质量来评价该方法的准确性。试验结果表明,基于对应三维特征点集的配准方法可以实现激光雷达与相机配准参数的准确求解,同时该方法也适用于两台或多台相机的配准。 展开更多

关键词 配准 ArUco标签 随机抽样一致算法 Kabsch算法 点云融合

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联合UAV-LiDAR和HMLS技术的森林样地点云数据融合 被引量：9

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作者 王楚虹 刘浩然 +1 位作者 钟浩 林文树 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期26-38,共13页

【目的】基于单一平台遥感数据提取的森林结构参数信息不全面,因此融合多平台遥感数据已成为遥感技术在林业应用中的发展趋势。本研究针对手持移动激光雷达和无人机激光雷达2种不同平台的数据,提出一种基于Delaunay三角网和迭代最近点(I... 【目的】基于单一平台遥感数据提取的森林结构参数信息不全面,因此融合多平台遥感数据已成为遥感技术在林业应用中的发展趋势。本研究针对手持移动激光雷达和无人机激光雷达2种不同平台的数据,提出一种基于Delaunay三角网和迭代最近点(ICP)算法的点云数据融合方法,通过融合获得完整的树木点云数据。【方法】选取哈尔滨城市林业示范基地中樟子松和蒙古栎2块人工林作为研究样地,利用手持移动激光雷达和无人机激光雷达获取样地中树木点云数据,然后分别提取2种不同平台点云数据的树木位置点,使用2组位置点构建2个Delaunay三角网来搜索树木位置目标点与其对应点,以此实现点云的粗配准,并利用模拟退火算法优化粗配准过程。在此基础上,通过选取点云重合度高的部分树冠点云,利用ICP算法进行点云数据的精配准,从而实现2种平台森林样地点云数据的精确融合。【结果】粗配准和精配准中分别设置的线段差阈值和高度区域范围这2个参数对点云数据的配准有较大的影响,而粗配准中迭代次数参数的设置对融合结果的影响较小。在样地内部随机选取区域,将区域内配准后的2种平台点云的树木位置投影点坐标进行对比,得到樟子松和蒙古栎的投影点平均坐标偏移距离分别为0.19和0.25 m。根据采集数据时设置的标志物计算偏移误差,樟子松样地和蒙古栎样地融合结果的均方误差分别为0.0512和0.0802,樟子松样地点云数据的融合精度高于蒙古栎样地。【结论】本研究提出一种基于树木位置的不同激光雷达平台点云数据无标识融合方法,融合精度较高,空中与地面获取的点云数据实现了相互补充,可为森林结构参数的精确提取及树木三维模型构建提供数据支撑,从而推动激光雷达数据在森林资源调查等方面更加广泛地应用。 展开更多

关键词 手持移动激光雷达 无人机激光雷达 点云融合 DELAUNAY三角网 ICP算法

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基于二维图像的三维服装重建 被引量：5

17

作者 潘博 钟跃崎 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期123-128,共6页

针对泊松重建过程中点云缺失导致曲面错误重构的问题,提出采用最近点迭代技术对分批重建点云实现配准融合,并以此恢复三维结构的解决策略。通过对比不同拍摄方案和图像数量对模型重建效果的影响,确定了合适的重建图像数量与拍摄方案;对... 针对泊松重建过程中点云缺失导致曲面错误重构的问题,提出采用最近点迭代技术对分批重建点云实现配准融合,并以此恢复三维结构的解决策略。通过对比不同拍摄方案和图像数量对模型重建效果的影响,确定了合适的重建图像数量与拍摄方案;对泊松重建八叉树深度的最优参数选择进行分析,并在此基础上对重建模型精度进行探究。结果表明:泊松重建八叉树深度为11时,可还原模型表面细节;图像数量大于60,且采用半球式拍摄方案更有利于模型的完整性;以深度相机扫描获取点云作为基准,最终获取的三维模型误差小于5.8 mm。 展开更多

关键词 泊松重建 二维图像 三维重建 点云融合 最近点迭代技术 八叉树深度 服装虚拟展示

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体素点云融合的三维动态目标检测算法 被引量：7

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作者 周锋 陶重犇 +2 位作者 张祖峰 高涵文 徐峰磊 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期901-912,共12页

针对目前三维目标检测领域采用的方法在特征提取上普遍存在目标上下文特征不够丰富,无法实现精准的动态多目标检测的问题,提出一种体素点云融合的三维动态目标检测算法.该算法采用两阶段的多次、多尺度特征融合的检测架构,第1阶段对点... 针对目前三维目标检测领域采用的方法在特征提取上普遍存在目标上下文特征不够丰富,无法实现精准的动态多目标检测的问题,提出一种体素点云融合的三维动态目标检测算法.该算法采用两阶段的多次、多尺度特征融合的检测架构,第1阶段对点云直接处理提取关键点特征和划分体素空间提取多尺度体素特征,将二者进行初次融合生成预选框;第2阶段在每个体素中设置参考点并吸收周围的关键点进行第2次的特征融合,将最终特征输入检测模块,实现预选框的优化.另外,针对分类和定位置信度不一致的问题,提出一种强制一致性损失函数,可以进一步提高检测的准确性.在Kitti,Waymo和nuScene数据集中与其他算法进行对比,针对三维动态目标检测准确率达92.10%,并且通过实物车辆平台进行可移植性和消融性实验的结果表明,文中算法具有较强的鲁棒性、可移植性和泛化能力. 展开更多

关键词 机器视觉 动态目标检测 点云处理 体素特征提取 融合算法

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基于最近迭代点的毫米波雷达点云数据处理方法 被引量：12

19

作者 林凤泰 严蘋蘋 +1 位作者 张慧 徐刚 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第2期288-297,共10页

毫米波雷达具有小型化、低成本等特点,可全天候、全天时工作,在高级辅助驾驶系统中发挥着重要作用。基于多芯片级联方案的多发多收(multiple-input multiple-out,MIMO)技术可有效提高毫米波雷达的角度分辨率,使得毫米波雷达点云成像成... 毫米波雷达具有小型化、低成本等特点,可全天候、全天时工作,在高级辅助驾驶系统中发挥着重要作用。基于多芯片级联方案的多发多收(multiple-input multiple-out,MIMO)技术可有效提高毫米波雷达的角度分辨率,使得毫米波雷达点云成像成为可能。针对毫米波雷达图像点云稀疏、噪点多等问题,本文提出了一种基于最近迭代点的毫米波雷达多帧融合和自适应邻域半径的DBSCAN算法。首先,利用MIMO毫米波雷达技术获得多帧观测场景目标点云图像。其次,利用辅助信息得到点云匹配的初值,通过最近迭代点算法估计平移旋转矩阵进行精确匹配,实现多帧数据融合以改善图像点云稀疏问题。然后,设计自适应阈值的DBSCAN算法去除噪声,获得目标的点簇信息,再对聚类后的点簇目标求取最小外接矩形,结合目标散射强度,实现对车辆和围栏等不同类型目标区分。最后,利用外场(典型停车场场景)测试数据,对本文所提算法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 毫米波雷达 聚类算法 点云处理 多帧融合 多发多收

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多源点云数据融合的建筑物精细化建模 被引量：56

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作者 王树臻 郑国强 +3 位作者 王光生 胡玉民 张德怀 亓伟 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第8期28-32,38,共6页

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型... 三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备,利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑,通过ICP算法完成点云精细匹配,实现多源点云数据融合建模;对比单一建模方法模型,从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明,融合建模模型纹理清晰,几何结构完整,模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值,接近三维激光扫描模型。 展开更多

关键词 倾斜摄影测量 三维激光扫描 ICP算法 点云匹配 融合建模

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