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直线段检测算法在机载LiDAR建筑物轮廓线提取中的应用 被引量:4
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作者 刘建兴 胡全一 +1 位作者 乐美燕 舒斯红 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第10期145-149,共5页
针对机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓线耗时多且精度不高的问题,本文提出了一种基于直线段检测(LSD)的机载LiDAR建筑物轮廓线提取方法。该方法首先对已分类的建筑物点云进行栅格化得到二值图;然后对二值图进行膨胀、腐蚀操作,消除二值... 针对机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓线耗时多且精度不高的问题,本文提出了一种基于直线段检测(LSD)的机载LiDAR建筑物轮廓线提取方法。该方法首先对已分类的建筑物点云进行栅格化得到二值图;然后对二值图进行膨胀、腐蚀操作,消除二值图中因栅格化产生的空洞;最后利用LSD算法进行直线检测获取规则的建筑物轮廓线。经过实测数据的验证,本文方法可以检测到亚像素级的建筑物轮廓线,与传统的Canny算法相比能够提高约50倍的效率。 展开更多
关键词 二值图 LSD算法 建筑物轮廓线 机载激光雷达 点云
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基于二进制深度图像描述符的点云配准方法
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作者 江政远 蔡驭 +1 位作者 杨俊成 范丹 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1569-1578,共10页
基于局部特征的三维点云配准是计算机视觉和机器人技术领域的核心问题,现有的大多数三维局部特征描述符均是浮点型的。首先,本文提出了一种二进制局部特征描述符,即二进制深度图像描述符(BDIF),用于描述三维局部特征;其次,提出了一种基... 基于局部特征的三维点云配准是计算机视觉和机器人技术领域的核心问题,现有的大多数三维局部特征描述符均是浮点型的。首先,本文提出了一种二进制局部特征描述符,即二进制深度图像描述符(BDIF),用于描述三维局部特征;其次,提出了一种基于BDIF的配准算法,用于大场景的点云配准。BDIF根据局部曲面到投影面的距离将局部结构编码为位串。具体来说,BDIF描述符是在关键点附近建立一个局部坐标系,以实现旋转不变性,然后在三个正交投影面上对空间信息进行编码。之后,根据阈值法完成二值化,并利用最大类间方差确定分割阈值。基于BDIF开发了一种高效的点云配准算法,该算法采用自适应尺度的Welsch估计空间变化参数,能有效处理大场景采集到的点云数据。最后分别在Retrieval和WHU-TLS数据集上进行了广泛的实验,实验结果证明了本文所提的BDIF和基于BDIF的点云配准算法的有效性和总体优越性。 展开更多
关键词 局部特征描述符 二进制 点云配准 Welsch
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基于球形网格划分的二值化点云特征描述子 被引量:1
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作者 周唯 杨东永 +2 位作者 胡国欣 张国强 张钰如 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1212-1220,共9页
针对现有大部分三维特征描述子应用于低成本传感器获取的低质量点云数据时,在抗噪性、时间效率和内存占用等方面存在的问题,提出了一种局部参考坐标系构建方法。本文利用该局部参考坐标系设计了一种基于球形网格划分的二值化特征描述子... 针对现有大部分三维特征描述子应用于低成本传感器获取的低质量点云数据时,在抗噪性、时间效率和内存占用等方面存在的问题,提出了一种局部参考坐标系构建方法。本文利用该局部参考坐标系设计了一种基于球形网格划分的二值化特征描述子。所提的局部参考坐标系基于消除二义性的法线确定Z轴,将特征点球邻域重心与特征点构建的向量在法平面上的投影作为X轴。Z轴的可重复性和球邻域重心的唯一性,使得所提局部参考坐标系对高斯噪声和点密度变化具有极强的鲁棒性,所提局部参考坐标系具有极佳的泛化性和时间效率。二值化特征描述子无论是对高质量模拟数据,还是对低质量实测点云都具有较好的描述性,对各数据集均能获得次优的性能。二值化特征描述子具有极高的时间效率,且仅占用616 bit的存储空间,极小的时间和内存开销使其更适用于需要实时响应的应用场景。 展开更多
关键词 球形网格 局部坐标轴 局部参考坐标系 二值化点云 特征描述子 低成本传感器 时间效率
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面向三维特征描述子的自适应二进制简化方法 被引量:1
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作者 刘双元 郑王里 林云汉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第7期2062-2069,共8页
在三维(3D)局部特征描述子研究中,准确度、匹配时间以及内存消耗存在此消彼长的问题。针对上述问题,基于统计理论中的标准差原理提出一种面向3D特征描述子的自适应二进制简化方法。首先,通过改变简化模型中二值化单元长度和标准差个数... 在三维(3D)局部特征描述子研究中,准确度、匹配时间以及内存消耗存在此消彼长的问题。针对上述问题,基于统计理论中的标准差原理提出一种面向3D特征描述子的自适应二进制简化方法。首先,通过改变简化模型中二值化单元长度和标准差个数来生成不同的二进制特征描述子;然后,将它们应用到当前被广泛使用的基于签名的方向直方图(SHOT)描述子中,并通过实验确定最优的二值化单元长度和标准差个数的组合;最后,将最优组合下的简化描述子命名为SD-SHOT。实验结果表明,与未进行简化的SHOT描述子相比,SD-SHOT在关键点匹配时间上减少为原来的1/15,内存占有率降低为原来的1/32;与现有主流简化方法如B-SHOT等相比,SD-SHOT的性能达到了综合最优水平。此外,在由五种不同类别的物体构成的实际机器人分拣场景中验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 自适应二进制方法 三维特征描述子 三维物体识别 点云 物体分拣
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一种基于三维视觉的金属铸锭氧化渣区域感知方法
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作者 朱睿 徐德刚 雷逸凡 《有色金属加工》 CAS 2023年第1期61-70,共10页
文章提出一种基于三维视觉的金属铸锭氧化渣区域感知方法。首先,针对B-SHOT二进制描述符存在信息丢失、编码错误等问题,提出了改进的WB-SHOT二进制描述符,该描述符增加了新的编码规则,解决了局部编码错误的问题,实现了高准度的氧化渣快... 文章提出一种基于三维视觉的金属铸锭氧化渣区域感知方法。首先,针对B-SHOT二进制描述符存在信息丢失、编码错误等问题,提出了改进的WB-SHOT二进制描述符,该描述符增加了新的编码规则,解决了局部编码错误的问题,实现了高准度的氧化渣快速空间特征描述;其次,针对氧化渣点云配准存在精度不高的问题,融合RANSAC粗配准算法和ICP精配准算法,提出一种基于WB-SHOT二进制描述符的粗细两阶段点云配准算法,对空间位置差异较大的模具点云数据和铸锭氧化渣点云数据进行高效配准;最后,结合相似性度量的氧化渣区域分割策略,实现氧化渣三维点云区域的感知,实验结果验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 二进制描述符 点云配准 金属铸锭 氧化渣检测 扒渣机器人
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一种高效的二进制点云局部特征描述算法
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作者 刘旺 陈燚涛 刘芳 《计算机仿真》 2024年第2期391-396,461,共7页
针对现有点云局部特征描述算法时效性和紧凑型不能满足实际应用需求的问题,提出一种二进制多层切片距离特征描述算法(B-MSD)。首先在特征点处建立了一种稳健的局部参考坐标系;然后设计了两种多层切片和子区域划分方式并计算平均距离,以... 针对现有点云局部特征描述算法时效性和紧凑型不能满足实际应用需求的问题,提出一种二进制多层切片距离特征描述算法(B-MSD)。首先在特征点处建立了一种稳健的局部参考坐标系;然后设计了两种多层切片和子区域划分方式并计算平均距离,以提取点云局部三维形状特征;最后通过量化的方法将各子区域计算的平均距离转化为二进制码串,串联所有码串生成最终的二进制描述子。在多个公开点云数据集上与几个经典描述子进行仿真对比,结果表明,在鉴别力更强的基础上,上述算法的紧凑性、计算效率和匹配速度方面综合表现更好。3D目标检测和点云配准应用实验也验证了上述算法的有效性。 展开更多
关键词 点云局部特征 二进制描述子目标检测 点云配准
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基于二进制特征描述符的点云数据配准 被引量:3
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作者 蔡炜 岳东杰 陈强 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第10期323-330,共8页
传统点云数据特征描述符存在表达能力不足、计算效率低和鲁棒性不强等问题,针对二进制形状上下文(BSC)特征描述符不能有效检测到曲率分布较大的区域以及局部坐标系存在二义性的问题,提出了一种基于二进制特征描述符的点云数据配准算法... 传统点云数据特征描述符存在表达能力不足、计算效率低和鲁棒性不强等问题,针对二进制形状上下文(BSC)特征描述符不能有效检测到曲率分布较大的区域以及局部坐标系存在二义性的问题,提出了一种基于二进制特征描述符的点云数据配准算法。首先,采用内在形状签名关键点检测法和三维曲面片估计方法改进语义问题。然后,利用汉明距离与改进的几何一致性方法进行特征匹配。最后,用随机抽样一致性算法剔除误匹配。实验结果表明,相比快速点特征直方图、融合点签名的直方图和BSC算法,本算法与迭代最近邻点算法的结合能在大幅度提升配准效率的同时减小配准误差。 展开更多
关键词 机器视觉 二进制形状上下文算法 汉明距离 点云配准 特征匹配 迭代最近邻点算法
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基于ISS-BSHOT特征的ICP点云配准方法 被引量:2
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作者 王帅帅 柏艳红 +1 位作者 王银 孙志毅 《扬州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第6期50-55,共6页
针对点云配准处理过程中配准精度低且耗时长等问题,提出一种基于内部形态描述子(intrinsic shape signatures,ISS)关键点与二进制方向直方图描述子(binary signature of histograms of orientations,BSHOT)相结合的点云配准方法.首先,... 针对点云配准处理过程中配准精度低且耗时长等问题,提出一种基于内部形态描述子(intrinsic shape signatures,ISS)关键点与二进制方向直方图描述子(binary signature of histograms of orientations,BSHOT)相结合的点云配准方法.首先,计算点云分辨率,采用ISS算法提取源点云与目标点云的关键点,并利用BSHOT算法描述关键点邻域,通过汉明距离匹配对应点对;其次,采用随机采样一致性算法删除匹配错误的对应点对,完成粗配准;最后,利用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法完成精配准.实验结果表明,该算法可在保证配准精度的同时显著提高配准效率. 展开更多
关键词 内部形态描述子 二进制方向直方图描述子 点云配准 迭代最近点
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基于二值神经网络的大场景点云分类 被引量:1
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作者 章国道 刘儒瑜 +2 位作者 张志勇 孔德伟 邱飞岳 《光电子.激光》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期364-372,共9页
近年随着3维数据采集技术不断发展,大场景点云数据的获取越来越方便。目前深度学习网络框架在2维图像处理领域越来越成熟,而大场景点云是一种3维无规则化的数据,3维卷积神经网络直接处理大场景3维数据会存在分类精度低和计算复杂等问题... 近年随着3维数据采集技术不断发展,大场景点云数据的获取越来越方便。目前深度学习网络框架在2维图像处理领域越来越成熟,而大场景点云是一种3维无规则化的数据,3维卷积神经网络直接处理大场景3维数据会存在分类精度低和计算复杂等问题。因此为了有效解决基于深度学习的点云分类任务中存在的计算时间长和分类精度低的问题,本文提出基于二值神经网络的大场景点云分类方法,针对不规则的3维点云数据设计特征值计算方法,基于IR-Net二值神经网络处理输入的点云特征图像,进一步采用Dynamic ReLU激活函数,提高神经网络的计算效率,最后得出点云分类结果。实验结果表明,所提出的方法在Oakland数据集上分类精度达到97.6%,在GML数据集中取得了92.3%和97.2%的分类精度,实验结果证明Dy-ResNet能够有效提升了点云分类的精度,减少计算的复杂度,并提高了训练效率。 展开更多
关键词 特征图 特征融合 二值神经网络 大场景点云分类
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