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一种稳健的点云数据平面拟合方法 被引量:116
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作者 官云兰 程效军 施贵刚 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期981-984,共4页
针对常用的平面拟合方法在点云数据存在粗差或异常值扰动时,存在拟合结果不稳定的缺点,提出了一种稳健的点云数据平面拟合方法.该法以特征值法为基础,通过利用一定的准则删除点云数据中的粗差或异常值,从而获得稳健的平面参数估计值.在... 针对常用的平面拟合方法在点云数据存在粗差或异常值扰动时,存在拟合结果不稳定的缺点,提出了一种稳健的点云数据平面拟合方法.该法以特征值法为基础,通过利用一定的准则删除点云数据中的粗差或异常值,从而获得稳健的平面参数估计值.在实验中,分别利用最小二乘法、特征值法和该稳健特征值法对点云数据进行拟合,结果显示该法能克服异常值的影响,得到可靠的平面参数估值,具有稳健性. 展开更多
关键词 点云数据 平面拟合 特征值法 稳健性
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基于整体最小二乘的稳健点云数据平面拟合 被引量:68
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作者 官云兰 刘绍堂 +2 位作者 周世健 张立亭 鲁铁定 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第5期80-83,共4页
针对点云数据平面拟合方法没有完整考虑测量数据中的误差及系数阵中误差的情况,提出稳健整体最小二乘点云数据平面拟合方法。该法以整体最小二乘法为基础,在考虑全部观测量存在误差的情况下,通过一定的准则删除数据中的粗差或异常值,从... 针对点云数据平面拟合方法没有完整考虑测量数据中的误差及系数阵中误差的情况,提出稳健整体最小二乘点云数据平面拟合方法。该法以整体最小二乘法为基础,在考虑全部观测量存在误差的情况下,通过一定的准则删除数据中的粗差或异常值,从而获得稳健的平面参数估值。实验中,分别利用最小二乘法、特征值法和稳健整体最小二乘拟合法对仿真点云数据和真实点云数据进行平面拟合,结果显示该法能克服异常值的影响,得到可靠的平面参数估值,具有稳健性。 展开更多
关键词 点云数据 整体最小二乘 平面拟合 异常值 稳健性
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基于随机抽样一致性算法的稳健点云平面拟合方法 被引量:59
3
作者 李孟迪 蒋胜平 王红平 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2015年第1期102-106,共5页
针对点云数据平面拟合过程中存在粗差及异常值等问题,文章提出一种基于随机抽样一致性算法(RANSAC)的稳健平面拟合方法。该方法以RANSAC算法为基础并结合特征值法,通过设置一定的准则,剔除点云数据中存在的粗差及异常值,达到获得理想平... 针对点云数据平面拟合过程中存在粗差及异常值等问题,文章提出一种基于随机抽样一致性算法(RANSAC)的稳健平面拟合方法。该方法以RANSAC算法为基础并结合特征值法,通过设置一定的准则,剔除点云数据中存在的粗差及异常值,达到获得理想平面拟合参数的目的。运用此算法对仿真数据及实测数据进行平面拟合,并与传统算法进行比较,结果表明该方法可以很好地适应于点云数据中存在粗差及异常值的情况,获得较好的平面参数估计值,是一种稳健的平面拟合算法。 展开更多
关键词 点云数据 随机抽样一致性 平面拟合 异常值 稳健
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改进的鲁棒迭代最小二乘平面拟合算法 被引量:39
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作者 王峰 丘广新 程效军 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1350-1354,共5页
针对迭代特征值最小二乘法不具备鲁棒性,提出一种改进的统计分析方法,用于含有大量异常点的点云的平面拟合.首先由移动最小二乘法拟合抽样点的近邻域平面,采用最小平方中位数法选择拟合模型,将该模型作为初始模型调用迭代特征值最小二... 针对迭代特征值最小二乘法不具备鲁棒性,提出一种改进的统计分析方法,用于含有大量异常点的点云的平面拟合.首先由移动最小二乘法拟合抽样点的近邻域平面,采用最小平方中位数法选择拟合模型,将该模型作为初始模型调用迭代特征值最小二乘法对点集拟合,通过逐渐剔除异常点,不断精炼模型,最终得到较精确的平面模型.此算法克服了一般向后剔除方法的缺点,具有了鲁棒性,且不失原方法的精确性,同时提高了迭代收敛速度. 展开更多
关键词 平面拟合 最小平方中位数法 移动最小二乘法 迭代特征值最小二乘法
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基于空间向量的空间圆形拟合检测新方法 被引量:37
5
作者 潘国荣 李怀锋 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2010年第4期106-108,共3页
提出一种更简易、更清晰的空间圆形拟合检测方法。将空间圆形看成一个球体与过球心的空间平面相交形成的大圆,圆心必在球体上任意两点连线的中垂面上,运用空间向量推导中垂面方程,与拟合的空间平面联立求解圆心坐标,进而反算出半径。并... 提出一种更简易、更清晰的空间圆形拟合检测方法。将空间圆形看成一个球体与过球心的空间平面相交形成的大圆,圆心必在球体上任意两点连线的中垂面上,运用空间向量推导中垂面方程,与拟合的空间平面联立求解圆心坐标,进而反算出半径。并结合某盾构横断面工程实例,证明了该方法的实用性。 展开更多
关键词 最小二乘 中垂面 空间向量 空间圆形 拟合
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随机抽样一致性平面拟合及其应用研究 被引量:35
6
作者 周春霖 朱合华 李晓军 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第7期177-179,182,共4页
针对传统平面拟合算法难以拟合包含异常值点云的问题,提出结合特征值法的随机抽样一致性(RANSAC)平面拟合算法。随机选取三个点云数据直接计算平面,选择阈值统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特... 针对传统平面拟合算法难以拟合包含异常值点云的问题,提出结合特征值法的随机抽样一致性(RANSAC)平面拟合算法。随机选取三个点云数据直接计算平面,选择阈值统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。对各种包含误差及异常值的平面点云进行拟合计算,并与传统算法进行比较,将其应用于双目重构得到的隧道开挖掌子面岩体三维数字模型中节理面点云平面拟合。实验结果表明该方法可以很好地适应各种误差和异常值的情况,稳定地得到较好的平面参数估计值,是一种鲁棒的平面拟合算法。 展开更多
关键词 随机抽样一致性 特征值法 点云 平面拟合
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基于主成分分析的点云平面拟合技术研究 被引量:29
7
作者 浮丹丹 周绍光 +1 位作者 徐洋 陈超 《测绘工程》 CSCD 2014年第4期20-23,共4页
针对点云数据易受到噪声的扰动,导致拟合的平面不稳定的特点,将主成分分析法应用到点云平面拟合中。首先选取合适的邻域以拟合点云,剔除一些孤立点;再以主成分分析原理为基础,通过一定的准则去除粗差点,获取稳定准确的最佳平面方程。在... 针对点云数据易受到噪声的扰动,导致拟合的平面不稳定的特点,将主成分分析法应用到点云平面拟合中。首先选取合适的邻域以拟合点云,剔除一些孤立点;再以主成分分析原理为基础,通过一定的准则去除粗差点,获取稳定准确的最佳平面方程。在实验中,分别利用最小二乘法、特征值法和主成分分析法对点云数据进行拟合,结果显示该方法能够有效剔除噪声点,得到可靠的平面参数估值。 展开更多
关键词 点云数据 平面拟合 邻域点云 主成分分析法
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基于RANSAC和TLS的点云平面拟合 被引量:27
8
作者 李希 韩燮 熊风光 《计算机工程与设计》 北大核心 2017年第1期123-126,143,共5页
针对点云平面拟合过程中出现的异常值及误差的问题,提出一种将随机采样一致(random sample consensus,RANSAC)算法与整体最小二乘法(total least squares,TLS)相结合的点云平面拟合方法。利用随机采样一致算法剔除异常值,利用整体最小... 针对点云平面拟合过程中出现的异常值及误差的问题,提出一种将随机采样一致(random sample consensus,RANSAC)算法与整体最小二乘法(total least squares,TLS)相结合的点云平面拟合方法。利用随机采样一致算法剔除异常值,利用整体最小二乘法对剩余有效点进行平面拟合,计算模型参数。实验结果表明,该方法与传统的特征值法、最小二乘法相比,能提高参数的估算精度,更适合对含有不同异常值及误差的点云数据进行拟合,是一种稳健的平面拟合方法。 展开更多
关键词 点云数据 平面拟合 随机采样一致性 整体最小二乘法 异常值
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利用三维激光扫描技术检测建筑物平整度及垂直度 被引量:26
9
作者 王二民 郭际明 +2 位作者 杨飞 宋胜登 于旭阳 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第6期85-88,共4页
利用地面三维激光扫描仪对某建筑物进行全自动高精度立体扫描,获得目标建筑物表面的三维空间点云信息,经过研究分析提出了一种根据点云提取建筑物中心轴线的方法,采用随机采样一致性算法(RANSAC)拟合直线,并采用整体最小二乘算法拟合平... 利用地面三维激光扫描仪对某建筑物进行全自动高精度立体扫描,获得目标建筑物表面的三维空间点云信息,经过研究分析提出了一种根据点云提取建筑物中心轴线的方法,采用随机采样一致性算法(RANSAC)拟合直线,并采用整体最小二乘算法拟合平面.通过分析拟合平面及拟合直线的几何特征来检测建筑物的平整度和垂直度,实测数据分析结果表明,三维激光扫描技术在建筑物立面平整度及垂直度检测中具有较高的可行性和适用性. 展开更多
关键词 三维激光扫描 点公数据 平整度 垂直度 平面拟合
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基于加权总体最小二乘法的点云平面拟合 被引量:25
10
作者 苍桂华 岳建平 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期307-310,共4页
为了提高点云数据平面拟合精度,提出强度加权总体最小二乘法。该方法是在传统加权总体最小二乘法基础上,利用点云数据中各点强度信息确定其平面拟合权重,通过均质性不同的3种平面样本数据对该方法的适用性进行了研究。结果表明,与最小... 为了提高点云数据平面拟合精度,提出强度加权总体最小二乘法。该方法是在传统加权总体最小二乘法基础上,利用点云数据中各点强度信息确定其平面拟合权重,通过均质性不同的3种平面样本数据对该方法的适用性进行了研究。结果表明,与最小二乘法和总体最小二乘方法相比,该方法对于均质性较好的点云数据有效,可以得到更高精度的参量解;而对于均质性较差的点云数据,该方法效果不理想,总体最小二乘法是最有效方法。 展开更多
关键词 激光技术 点云数据 平面拟合 加权总体最小二乘 强度
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空间栅格动态划分的点云精简方法 被引量:24
11
作者 傅思勇 吴禄慎 陈华伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期245-253,共9页
常规的特征保持点云精简方法需计算全部点云的微分信息,但直接计算高密度或含噪点云的微分信息存在一定偏差,导致点云精简效果不佳。提出一种基于栅格动态划分的点云精简方法。首先对模型进行空间栅格初划分,利用随机采样一致性算法剔... 常规的特征保持点云精简方法需计算全部点云的微分信息,但直接计算高密度或含噪点云的微分信息存在一定偏差,导致点云精简效果不佳。提出一种基于栅格动态划分的点云精简方法。首先对模型进行空间栅格初划分,利用随机采样一致性算法剔除栅格内的干扰点,然后采用最小二乘法对剩余点进行平面拟合并计算平整度值,根据平整度值判别该栅格是否细分,将平坦区域压入大间距栅格内,特征丰富区域划分至小栅格中。针对小栅格内的点引入高斯函数降低远距离点对特征识别贡献的权重,综合曲面变化度和邻域法向量夹角信息共同识别特征点并保留,大栅格内的点根据栅格间距大小采用不同的采样率采样。与随机采样法、栅格法、曲率精简法对比实验结果表明,该方法能较好地保持模型细微特征且避免孔洞的出现,精简后模型的最大偏差为1.502 mm,远小于其他三种方法;随着噪声强度的增加,本文方法的精简误差相对较小且变化平缓,在35dB噪声下,平均偏差仅为随机采样法和栅格法的40%,曲率精简法的50%。 展开更多
关键词 机器视觉 点云精简 空间分割 平面拟合 特征提取
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利用GPS高求取正常高的几种拟合方法 被引量:16
12
作者 田建波 曾志林 《海洋测绘》 2004年第2期15-18,23,共5页
全面系统地研究了GPS点正常高的拟合方法,对平面拟合、二次多项式拟合、移动曲面拟合、多曲面拟合的GPS水准拟合方法,采用不同参数进行了论述。并结合实际测区,对GPS水准点进行了计算分析。提出了不同测区、不同地形、不同大地水准面的... 全面系统地研究了GPS点正常高的拟合方法,对平面拟合、二次多项式拟合、移动曲面拟合、多曲面拟合的GPS水准拟合方法,采用不同参数进行了论述。并结合实际测区,对GPS水准点进行了计算分析。提出了不同测区、不同地形、不同大地水准面的拟合方法,部分拟合方法已用于实际生产中,结果表明,这些方法是切实可行的。通过计算分析,得出结论:不同地形、不同面积的测区需要采用不同的拟合模型,并且拟合时采用的参数也不同。利用GPS高求定正常高,能够降低劳动强度和作业成本,提高作业效率。 展开更多
关键词 GPS 正常高 平面拟合 二次多项式拟合 移动曲面拟合 多曲面拟合 水准拟合
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基于随机抽取一致性的稳健点云平面拟合 被引量:22
13
作者 魏英姿 刘晓莉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期400-403,共4页
针对常用的平面拟合方法在点云数据存在误差或异常值时产生拟合不稳定的现象,提出了结合最小二乘法的随机抽取一致性(random sample consensus,RANSAC)平面拟合算法.该方法先用RANSAC算法检测并剔除异常数据点,再利用最小二乘法将得到... 针对常用的平面拟合方法在点云数据存在误差或异常值时产生拟合不稳定的现象,提出了结合最小二乘法的随机抽取一致性(random sample consensus,RANSAC)平面拟合算法.该方法先用RANSAC算法检测并剔除异常数据点,再利用最小二乘法将得到的有效数据点拟合,计算平面模型参数.实验中,分别采用该算法和最小二乘法、特征值法对仿真数据进行平面拟合,且采用本文提出的算法,分别对含有不同程度误差和异常值的点云数据进行拟合计算.研究结果表明:该算法适用于存在误差和异常值的点云数据拟合,能稳定地得到较好的平面参数估值,具有较强的稳健性. 展开更多
关键词 点云数据 随机抽取一致性(RANSAC) 最小二乘法 平面拟合
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三维激光扫描拟合平面自动提取算法 被引量:20
14
作者 潘国荣 秦世伟 +1 位作者 蔡润彬 谷川 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1250-1255,共6页
在对现有的点云数据分割和拟合算法进行深入研究的基础上,指出现有算法的不足.充分利用扫描线数据自身固有的特点,提出了新的算法.对RANSAC算法进行了改进,改进后的算法既具有较好的抗差性能,又在计算效率上较现有的抗差算法有了较大的... 在对现有的点云数据分割和拟合算法进行深入研究的基础上,指出现有算法的不足.充分利用扫描线数据自身固有的特点,提出了新的算法.对RANSAC算法进行了改进,改进后的算法既具有较好的抗差性能,又在计算效率上较现有的抗差算法有了较大的提高,且能够得到更准确的提取结果和更合理的扫描点分隔归属.提出了平面拟合计算过程中拟合直线段端点的定权算法,解决了现有算法中由于拟合直线段端点权重不同无法直接参与平面拟合计算的问题.提出了完整的细碎平面剔除规则.实例证明,利用该算法能够取得较好的点云数据拟合平面自动提取结果. 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云数据 改进的RANSAC算法 拟合直线段 拟合平面 细碎平面剔除
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一种改进的最小二乘平面拟合算法 被引量:21
15
作者 李伟 孙元超 +2 位作者 李宗春 王永强 郭风成 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2017年第1期15-19,100,共6页
针对点云平面拟合中存在离群点和噪声点等问题,从概率分析的角度提出了一种改进的最小二乘平面拟合算法。该算法基于概率统计思想,采用中位数法筛选最佳初始平面模型,并利用迭代最小二乘法剔除离群点,逐步优化模型,从而获取最佳平面。... 针对点云平面拟合中存在离群点和噪声点等问题,从概率分析的角度提出了一种改进的最小二乘平面拟合算法。该算法基于概率统计思想,采用中位数法筛选最佳初始平面模型,并利用迭代最小二乘法剔除离群点,逐步优化模型,从而获取最佳平面。运用不同的迭代方法对仿真数据和实测数据进行平面拟合,实验结果表明:当点云存在高离群率和大离群幅时,相比于其他迭代方法,本文算法仍可以准确地拟合出最佳平面。 展开更多
关键词 平面拟合 最小二乘法 概率分析 最小中位数法 抗差性
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三种点云数据平面拟合方法的精度比较与分析 被引量:21
16
作者 薄怀志 《测绘与空间地理信息》 2018年第5期206-208,共3页
详细地介绍了基于最小二乘法、特征值法及总体最小二乘法的点云数据平面拟合方法。通过Matlab编制其算法程序,对模拟的等精度与不等精度点云仿真数据进行计算,结合算例对比分析了3种方法的点云平面拟合效果。拟合结果表明:3种方法在等... 详细地介绍了基于最小二乘法、特征值法及总体最小二乘法的点云数据平面拟合方法。通过Matlab编制其算法程序,对模拟的等精度与不等精度点云仿真数据进行计算,结合算例对比分析了3种方法的点云平面拟合效果。拟合结果表明:3种方法在等精度点云平面拟合中的效果较好,在不等精度点云平面拟合中的效果较差,且特征值法与总体最小二乘法的点云平面拟合精度远高于最小二乘法。 展开更多
关键词 点云数据 平面拟合 最小二乘法 特征值法 总体最小二乘法 精度分析
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基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测 被引量:20
17
作者 曹霆 王卫星 +2 位作者 杨楠 高婷 王峰萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期81-86,共6页
针对传统的路面检测方法无法直接获得路面的深度信息,设计了一种基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测方法。该方法首先通过三维激光扫描仪得到路面点云数据,其次将路面断板数据沿水平方向分为若干切片,然后对每一断板切片上下平面... 针对传统的路面检测方法无法直接获得路面的深度信息,设计了一种基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测方法。该方法首先通过三维激光扫描仪得到路面点云数据,其次将路面断板数据沿水平方向分为若干切片,然后对每一断板切片上下平面分别进行拟合,最终根据上下平面之间的距离确定断板的深度。根据实际工程需要,提出了一种基于动态阈值的平面拟合迭代算法,不仅可以有效地识别并去除断板点云数据中的无效点,而且可以在点云数据三个方向都存在误差的情况下实现平面计算。实验结果表明,该方法不仅能得到整个路面断板的深度信息,还能反映出断板深度沿水平方向的变化趋势。 展开更多
关键词 三维激光扫描 路面断板 点云数据 平面拟合
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圆形隧道断面检测数据拟合新方法 被引量:18
18
作者 谷川 秦世伟 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2010年第5期97-101,共5页
针对圆形隧道断面检测数据拟合算法存在的不足,提出一种新的数据拟合算法。该算法首先对所有的观测点进行平面拟合,而后将所有的观测点进行球壳拟合,该球壳的球心必须位于拟合的平面内,并且在拟合的流程中加入粗差检验。该方法避免了坐... 针对圆形隧道断面检测数据拟合算法存在的不足,提出一种新的数据拟合算法。该算法首先对所有的观测点进行平面拟合,而后将所有的观测点进行球壳拟合,该球壳的球心必须位于拟合的平面内,并且在拟合的流程中加入粗差检验。该方法避免了坐标投影、坐标转换、迭代计算等复杂操作,可以直接得到空间圆的圆心、半径等参数。该模型可靠,拟合精度高,实现简便,节省计算资源,是一种良好的圆形隧道断面拟合算法。 展开更多
关键词 断面检测 圆形隧道 平面拟合 球壳拟合 粗差检验
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三维激光扫描仪在墙面平整度检测中的应用 被引量:18
19
作者 李杰 程效军 《井冈山大学学报(自然科学版)》 2014年第4期13-17,共5页
建筑物墙面平整度是房屋质量检测和验收的重要指标之一,利用地面三维激光扫描仪可以快速检测墙面平整度。根据扫描仪获得的点云加入Huber选权迭代法对墙平面进行最小二乘拟合,可有效地抵抗粗差的影响,从而得到最佳平面。再根据各点到拟... 建筑物墙面平整度是房屋质量检测和验收的重要指标之一,利用地面三维激光扫描仪可以快速检测墙面平整度。根据扫描仪获得的点云加入Huber选权迭代法对墙平面进行最小二乘拟合,可有效地抵抗粗差的影响,从而得到最佳平面。再根据各点到拟合平面的距离判断墙面的平整度,并将距离按照阈值赋予不同颜色,直观地反映墙面的平整情况。 展开更多
关键词 三维激光扫描 平整度 选权迭代法 平面拟合
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直线拟合算法 被引量:12
20
作者 许海涛 高彩霞 《电脑知识与技术》 2009年第2期864-867,共4页
不管是平面直线拟合,还是空间直线拟合,直线拟合的应用范围都很广泛。文章对两种不同维度的直线拟合算法进行了综合介绍。其中空间直线拟合根据最佳平方逼近原理和最速下降法以及所给离散点的均值求得,并通过试验验证了此算法运算结... 不管是平面直线拟合,还是空间直线拟合,直线拟合的应用范围都很广泛。文章对两种不同维度的直线拟合算法进行了综合介绍。其中空间直线拟合根据最佳平方逼近原理和最速下降法以及所给离散点的均值求得,并通过试验验证了此算法运算结果的正确性。该算法因为同时考虑了x、y、z不同方向的误差,所以准确度较高;同时因为采用了最速下降法,所以精确度可以任取,运算速度较快。 展开更多
关键词 空间直线 平面直线 拟合
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