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散乱点云数据配准算法 被引量：97
1
作者 朱延娟 周来水 张丽艳 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期475-481,共7页
提出一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息的散乱点集为处理对象,自动进行点云数据配准的算法·该算法针对待配准的2组点云数据,根据测点及其邻域点估算每个点的曲面法矢,并对法矢方向进行调整,使其指向曲面的同一侧;然后计算... 提出一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息的散乱点集为处理对象,自动进行点云数据配准的算法·该算法针对待配准的2组点云数据,根据测点及其邻域点估算每个点的曲面法矢,并对法矢方向进行调整,使其指向曲面的同一侧;然后计算各个测点的曲率·根据每个测点的曲率来识别出2组点云数据中可以匹配的点对集合,计算将每一个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换,采用几何哈希方法找出使得最多数量的点对法矢一致的变换,运用该变换将散乱点云作初次配准·以初次配准后的结果作为新的初始位置,将匹配点对集合中的所有点对采用最近点迭代法进行二次配准,从而实现了2组散乱数据的精确配准·应用实例表明,该算法效果良好· 展开更多
关键词 散乱点云数据 曲率 法矢 几何哈希 配准 最小二乘
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三维复杂介质的块状建模和试射射线追踪 被引量：75
2
作者 徐涛 徐果明 +2 位作者 高尔根 朱良保 蒋先艺 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1118-1126,共9页
为了解决三维复杂介质的射线追踪 ,本文改变了传统的三维层状地层的建模描述方式 ,提出了块状结构的建模描述方法 ,结合三角形面片来描述地质界面 ,可以构造非常复杂的三维地质模型 .为了满足射线追踪的需要 ,本文对模型界面内的法向量... 为了解决三维复杂介质的射线追踪 ,本文改变了传统的三维层状地层的建模描述方式 ,提出了块状结构的建模描述方法 ,结合三角形面片来描述地质界面 ,可以构造非常复杂的三维地质模型 .为了满足射线追踪的需要 ,本文对模型界面内的法向量进行光滑处理 ,光滑后的法向量在界面内是连续变化的 .在块状模型的基础上 ,本文运用三角形的面积坐标 ,提出了几种试射角度的修正方法 :细分三角形法、分割三角形法和子三角形法 ,计算表明子三角形法最好 . 展开更多
关键词 射线追踪 块状建模 三角形面片 法向量 子三角形法
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于法向量夹角信息熵的点云简化算法 被引量：35
3
作者 陈西江 章光 花向红 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期328-336,共9页
针对点云简化很难完全保证精度和速度上达到最优的问题,提出了基于法向量夹角信息熵的点云简化算法。利用经典的主成分分析方法来估计点的法向量,计算法向量与参考平面的夹角,利用最邻近点搜索算法,确定每个点的K个最邻近点,并根据信息... 针对点云简化很难完全保证精度和速度上达到最优的问题,提出了基于法向量夹角信息熵的点云简化算法。利用经典的主成分分析方法来估计点的法向量,计算法向量与参考平面的夹角,利用最邻近点搜索算法,确定每个点的K个最邻近点,并根据信息熵的定义,提出法向量夹角局部熵模型,局部熵的大小直接反映了表面的特征状况;针对不同区域局部熵大小,进行逐步的点云简化,从而可以保留凸变区域较多的点,精简较多平面区域的点,实现点云的非均匀简化。实验结果表明,该方法在简化精度和速度上都能达到较优。 展开更多
关键词 遥感 误差熵 点云简化 法向量
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基于八叉树网格的点云数据精简方法研究 被引量：27
4
作者 周波 陈银刚 顾泽元 《现代制造工程》 CSCD 2008年第3期64-67,共4页
提出一种基于八叉树网格的点云数据精简方法,该方法利用八叉树来建立散乱点云数据之间的几何拓扑关系,计算出包围盒内点云的平均法矢与点法的夹角,依据夹角的大小作为立方体是否再分的条件,保留其立方体内最接近平均法矢方向的一个点,... 提出一种基于八叉树网格的点云数据精简方法,该方法利用八叉树来建立散乱点云数据之间的几何拓扑关系,计算出包围盒内点云的平均法矢与点法的夹角,依据夹角的大小作为立方体是否再分的条件,保留其立方体内最接近平均法矢方向的一个点,从而达到精简目的。 展开更多
关键词 点云数据 八叉树网格 法矢 非均匀网格
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多边形和多面体顶点法矢的数值估计 被引量：14
5
作者 姜寿山 Peter Eberhard 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期763-767,共5页
证明了两个定理 :定理 1揭示了三点多边形的外接圆在中点处的法矢与两个边界法矢的关系 ;定理 2揭示了四面体外接球面在中点处的法矢与三个相邻三角平面的法矢量的关系 .给出了一个判别二维多边形和三维多面体顶点法矢计算方法优劣的准... 证明了两个定理 :定理 1揭示了三点多边形的外接圆在中点处的法矢与两个边界法矢的关系 ;定理 2揭示了四面体外接球面在中点处的法矢与三个相邻三角平面的法矢量的关系 .给出了一个判别二维多边形和三维多面体顶点法矢计算方法优劣的准则 .在此基础上 ,提出一种用于估计三维多面体顶部的法矢量的计算方法 . 展开更多
关键词 多边形 多面体顶点 数值估计 法向量 计算机辅助设计
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基于法向量模糊聚类的道路面点云数据滤波 被引量：23
6
作者 闫利 张毅 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期1119-1122,共4页
针对道路面三维激光扫描的特点,结合点云法向量分布特征,提出了基于法向量模糊聚类的点云数据滤波算法。通过对3种不同类型实测道路面数据的实验表明,该算法对于路面扫描过程中产生的非路面冗余数据有较好的滤波效果,为点云数据滤波提... 针对道路面三维激光扫描的特点,结合点云法向量分布特征,提出了基于法向量模糊聚类的点云数据滤波算法。通过对3种不同类型实测道路面数据的实验表明,该算法对于路面扫描过程中产生的非路面冗余数据有较好的滤波效果,为点云数据滤波提供了一种新的手段。 展开更多
关键词 法向量 模糊聚类 地面激光扫描 点云 滤波
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基于法向量改进的ICP算法 被引量：22
7
作者 杨小青 杨秋翔 杨剑 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第1期169-173,共5页
针对三维重建领域中,不同视角下点云的多视定位和配准效率问题,提出一种基于法向量改进的ICP算法。根据点云法向量间夹角特征选出关键点,计算关键点的曲率,通过主曲率特征获取初始对应点集,用高斯曲率和点间距离双重约束查找精确匹配点... 针对三维重建领域中,不同视角下点云的多视定位和配准效率问题,提出一种基于法向量改进的ICP算法。根据点云法向量间夹角特征选出关键点,计算关键点的曲率,通过主曲率特征获取初始对应点集,用高斯曲率和点间距离双重约束查找精确匹配点对,引入平衡因子的概念,给出适用范围,在不同的点云分布下,达到最优匹配,通过四元组法计算最优刚体变换。实验结果表明,相比传统ICP算法,改进后的算法将误差降低至0.05%,配准效率提高至70%以上,点云配准效率明显提升。 展开更多
关键词 点云配准 法向量 曲率 点间距离 平衡因子
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飞机壁板自动钻铆法向量测量方法研究 被引量：19
8
作者 应高明 王仲奇 +2 位作者 康永刚 吴志鹏 胡志明 《机床与液压》 北大核心 2010年第23期1-4,8,共5页
提出一种飞机壁板自动钻铆加工时实时测量待钻铆点处法向量的新方法。该方法利用激光测距传感器在钻铆点周围获取特征点的坐标,通过二次曲面拟合算法计算出待钻铆点处法向量,并利用MATLAB中的数值计算方法对特征点坐标的选取进行优化计... 提出一种飞机壁板自动钻铆加工时实时测量待钻铆点处法向量的新方法。该方法利用激光测距传感器在钻铆点周围获取特征点的坐标,通过二次曲面拟合算法计算出待钻铆点处法向量,并利用MATLAB中的数值计算方法对特征点坐标的选取进行优化计算。仿真结果表明,该方法计算精度和效率较高,可适用于大型飞机机翼、机身壁板自动钻铆过程中法向量的实时检测与托架的在线调平。 展开更多
关键词 飞机壁板 自动钻铆 二次曲面拟合 法向量
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一种改进法向量估算的点云特征提取 被引量：19
9
作者 麻卫峰 王金亮 +2 位作者 张建鹏 麻源源 张忠伟 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2021年第11期84-90,146,共8页
针对传统主成分分析点云法向量估算存在精度不高、人工干预等问题,提出了一种改进的主成分分析法向量估算方法,并根据点邻域法向量标准差实现了离散点云特征提取,最后对关键参数K取值进行讨论。通过引入高斯核函数为邻域点集权值计算公... 针对传统主成分分析点云法向量估算存在精度不高、人工干预等问题,提出了一种改进的主成分分析法向量估算方法,并根据点邻域法向量标准差实现了离散点云特征提取,最后对关键参数K取值进行讨论。通过引入高斯核函数为邻域点集权值计算公式,削弱了距离较远点对采样点法向量精度影响;以信息熵最小化为约束条件自适应选择最佳邻域尺度R,较好的顾及了局部点云空间特征的差异性。实验结果表明:该方法能很好的实现点云特征提取,改进后的点云法向量估算顾及点云邻域复杂程度,具有普适性强、自动化程度高的特点,建议关键参数K取值范围12~20。研究对点云配准、数据精简及模型重构等点云预处理研究具有理论参考价值。 展开更多
关键词 点云特征 法向量 主成分分析 高斯核函数 信息熵
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基于八叉树的三维散乱数据点的法矢的估计 被引量：13
10
作者 李泽宇 李德华 +1 位作者 胡汉平 陈振羽 《计算机与数字工程》 2000年第4期62-65,44,共5页
提出了一种基于八叉树的三维散乱数据点法矢估计的方法。该方法利用八叉树来建立散乱点之间的几何拓扑关系,从而可以方便、快速地搜索散乱点的m领域点集。并引入阈值Th,来消除噪声的影响。计算这m个邻域点与该点组成的相交于该点的m--1... 提出了一种基于八叉树的三维散乱数据点法矢估计的方法。该方法利用八叉树来建立散乱点之间的几何拓扑关系,从而可以方便、快速地搜索散乱点的m领域点集。并引入阈值Th,来消除噪声的影响。计算这m个邻域点与该点组成的相交于该点的m--1个三角形的法矢的均值,并作为该点法矢的估计。 展开更多
关键词 八叉树 法矢 三维散乱数据点 数据结构
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基于法向量区域聚类分割的点云特征线提取 被引量：18
11
作者 史红霞 王建民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第21期2552-2561,共10页
针对逆向工程领域中散乱点云模型过渡线及细节特征线提取不完整问题,提出一种法向量区域聚类的特征线提取方法。采用自适应邻域的主成分分析法估算模型的法向量,利用萤火虫算法优化的模糊C均值聚类算法对法向量的进行聚类实现模型的有... 针对逆向工程领域中散乱点云模型过渡线及细节特征线提取不完整问题,提出一种法向量区域聚类的特征线提取方法。采用自适应邻域的主成分分析法估算模型的法向量,利用萤火虫算法优化的模糊C均值聚类算法对法向量的进行聚类实现模型的有效分割。构造点集剔除与合并准则从各分割块边界点集中析取候选特征点,再以局部邻域主轴方向为基准提取特征点。实验结果表明:简单模型的特征线基本可准确完整提取,相对复杂模型的特征线数量提取率可达90%,长度提取率达到了85%。算法具有良好的自适应性和准确性,能有效提取点云模型尖锐特征和细节特征,并尽可能多地保留模型过渡特征。 展开更多
关键词 点云数据 特征线提取 萤火虫算法 模糊C均值聚类 法向量
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基于曲率的点云数据配准算法 被引量：15
12
作者 路银北 张蕾 +1 位作者 普杰信 杜鹏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2766-2769,共4页
为了实现不同视角下测得的数据的多视定位,提出一种点云数据配准算法。该算法针对近邻内的点,采用二次曲面逼近的方法来求得每个点的曲率,并根据曲率的Hausdorff距离来寻找有效点集,建立名义上的对应关系,最后用四元组法来求得坐标变换... 为了实现不同视角下测得的数据的多视定位,提出一种点云数据配准算法。该算法针对近邻内的点,采用二次曲面逼近的方法来求得每个点的曲率,并根据曲率的Hausdorff距离来寻找有效点集,建立名义上的对应关系,最后用四元组法来求得坐标变换,把数据统一到一个坐标系下。该算法利用曲率的性质准确判断对应点集,解决了任意多视点云的拼合问题,试验结果验证了其有效性和精度。 展开更多
关键词 点云 曲率 配准 法矢 HAUSDORFF距离 四元组法
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计算机地貌晕渲的方法和实践 被引量：11
13
作者 李少梅 孙群 阚映红 《测绘学院学报》 北大核心 2002年第1期65-67,共3页
从地貌晕渲的基本理论出发 ,采用先进的OpenGL软件开发平台 ,实现了计算机地貌晕渲的全过程。主要研究内容包括计算机地貌晕渲的特点以及关键技术的实现等。
关键词 地貌晕渲 数字高程模型 法向量 地图 地形模型 计算机
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法线特征约束的激光点云精确配准 被引量：17
14
作者 孙文潇 王健 +2 位作者 梁周雁 马伟丽 陈喆 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期988-995,共8页
作为点云数据处理的关键步骤,配准结果直接影响到后续数据处理的精度。针对传统迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法依赖较好初始位置的局限性,提出基于法线特征约束的点云精确配准方法。首先采用局部表面拟合方法进行法线估计... 作为点云数据处理的关键步骤,配准结果直接影响到后续数据处理的精度。针对传统迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法依赖较好初始位置的局限性,提出基于法线特征约束的点云精确配准方法。首先采用局部表面拟合方法进行法线估计,并计算其快速点特征直方图,然后通过采样一致性方法对两组点云进行粗配准,最后通过建立KD-Tree加快对应点的搜索效率,并设定阈值去除错误对应点对,实现精确配准。结果表明,基于法线特征约束的粗配准算法可以为待配准点云提供较好的初始位置,并且改进的ICP算法有效地提高了点云配准的精度和效率。 展开更多
关键词 点云 法线 特征约束 ICP FPFH 配准
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增材制造中STL模型三角面片法向量自适应分层算法研究 被引量：17
15
作者 田仁强 刘少岗 张义飞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期415-421,共7页
本文提出了增材制造技术中STL模型三角面片法向量自适应分层新算法。该方法寻找与层厚t相交的三角面片的最小法向量,应用三维模型体素中x-y分辨率和STL模型中三角面片法向量与制造方向间夹角变化关系,实现STL模型的自适应分层。用此方... 本文提出了增材制造技术中STL模型三角面片法向量自适应分层新算法。该方法寻找与层厚t相交的三角面片的最小法向量,应用三维模型体素中x-y分辨率和STL模型中三角面片法向量与制造方向间夹角变化关系,实现STL模型的自适应分层。用此方法分层,减少了分层参数处理的复杂性,使自适应分层变得更加简单且易实现,得到的分层厚度值更加准确。由于自适应分层是在允许的误差范围内得到的分层厚度,因此在STL模型轮廓变化明显的区域分层更加精细。 展开更多
关键词 增材制造 STL模型 自适应分层 三角面片 法向量
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点云多法向量邻域特征配准算法 被引量：17
16
作者 陆军 彭仲涛 夏桂华 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期780-787,共8页
针对三维激光扫描点云数据的配准问题,提出了一种多法向量邻域特征点云配准算法。首先,根据目标点选取不同邻域半径估算的法向量存在方向偏差,设定约束条件选择关键点,使得初始点云数据量得到精简;其次,设计了一种依据邻域多法向量计算... 针对三维激光扫描点云数据的配准问题,提出了一种多法向量邻域特征点云配准算法。首先,根据目标点选取不同邻域半径估算的法向量存在方向偏差,设定约束条件选择关键点,使得初始点云数据量得到精简;其次,设计了一种依据邻域多法向量计算的特征描述子,并计算所有关键点的特征向量;然后,依据所求的特征描述子,使用最小距离与次小距离比值阈值方法初步获取对应关系,并使用随机采样一致性算法和聚类分选方法进行两次优化,得到精确的点与点对应关系;最后,使用奇异值分解法解算刚体变换矩阵,得到配准参数。实验结果表明,由本文设计的关键点选取、特征描述子提取和对应关系筛选方法原理简单、稳定可靠、计算速度较快且计算复杂度小,无需进行第二次配准,对实现点云配准具有实用价值。 展开更多
关键词 点云配准 多法向量邻域特征 主成分分析(PCA) 法向量 对应关系
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基于多边形顶点法矢量的网格模型简化算法 被引量：10
17
作者 周石琳 汤晓安 +2 位作者 陈敏 郝建新 孙茂印 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2002年第6期601-605,共5页
在计算机图形学中 ,经常采用网格模型进行几何物体的描述 ,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈 ,因此 ,必须对网格模型进行简化 .目前的简化算法 ,主要是以网格模型几何误差的最小化为准则 ,而忽略了模型的视觉特征 .为此提出了一... 在计算机图形学中 ,经常采用网格模型进行几何物体的描述 ,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈 ,因此 ,必须对网格模型进行简化 .目前的简化算法 ,主要是以网格模型几何误差的最小化为准则 ,而忽略了模型的视觉特征 .为此提出了一种基于法矢量的模型简化算法 ,其简化准则是视觉特征的最优化 .首先获取多边形顶点的平均法矢量 ,然后依据该法矢量确定简化门限 .实验结果表明 ,当地景模型简化至 95 4 %时 ,仍然保持了令人满意的图象质量 .该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下 ,实现模型较大幅度的简化 . 展开更多
关键词 多边形 顶点 法矢量 网格模型 简化算法 细节层次 梯度 计算机图形学 三维模型重构
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基于几何特性的多无人机协同导航算法 被引量：15
18
作者 潘瑞鸿 徐胜红 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第10期55-59,96,共6页
针对在集群无人机不使用GPS(Global Positioning System)和高精度惯性导航系统(INS)的情况下如何提高集群成员导航定位精度的问题,提出一种基于几何特性的多无人机协同导航算法;以无人机的位置和速度信息为状态量,建立三架无人机所组成... 针对在集群无人机不使用GPS(Global Positioning System)和高精度惯性导航系统(INS)的情况下如何提高集群成员导航定位精度的问题,提出一种基于几何特性的多无人机协同导航算法;以无人机的位置和速度信息为状态量,建立三架无人机所组成系统的运动学模型,利用以无人机为顶点构成的几何三角形的形状、大小及其在空间中的姿态作为量测量,通过卡尔曼滤波,估计系统中各无人机的位置信息;仿真结果表明:所提的协同导航算法能够提高集群无人机的定位精度,优于航位推算,而且定位误差不随时间积累。 展开更多
关键词 协同导航 集群无人机 几何三角形 法向量
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数字化曲面的法矢求解 被引量：12
19
作者 易传云 王涛 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期49-51,共3页
采用累加弦长三次样条参数曲线 ,先求出离散点处两个方向的切矢 ,进而求解出该离散点的法矢 .与传统的用样条曲面的方法求数字化曲面法矢的方法不同 ,采用本方法精度高 。
关键词 数字化曲面 法矢 离散点 样条
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曲面重构中散乱点云数据曲率估算算法的研究 被引量：12
20
作者 李文姬 钟约先 +1 位作者 袁朝龙 李仁举 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第6期43-45,共3页
获取测量点云数据的几何特征信息是曲面重构的基础,估算数据点方向矢量和曲率是点云数据处理中必须面对的问题。这里针对散乱测量数据点云,以局部数据点协方差矩的最小特征向量作为数据点的方向矢量,并根据实际测量情况,对基于二次曲面... 获取测量点云数据的几何特征信息是曲面重构的基础,估算数据点方向矢量和曲率是点云数据处理中必须面对的问题。这里针对散乱测量数据点云,以局部数据点协方差矩的最小特征向量作为数据点的方向矢量,并根据实际测量情况,对基于二次曲面拟合的数据点曲率估算算法进行了改进。对实际测量点云数据,能够较准确地估算出点云方向矢量和曲率,并能形象显示出数据点云的曲率分布。 展开更多
关键词 曲面重构 点云 方向矢量 曲率 估算
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