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梁杰涛1,罗兵1,付兰慧2,常青玲1,李楠楠3,易宁波1,冯其1,何鑫1,邓辅秦1
收稿日期:
2024-01-17
修回日期:
2024-04-12
发布日期:
2024-05-09
出版日期:
2024-05-09
通讯作者:
梁杰涛
Received:
2024-01-17
Revised:
2024-04-12
Online:
2024-05-09
Published:
2024-05-09
摘要: 为了提高点云配准的精度、鲁棒性和泛化性,以及解决最近点配准(ICP)算法容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于坐标几何采样的点云配准方法(GSDCP)。首先,基于每个点周围点的坐标估计中心点曲率,通过曲率大小筛选出能够保留点云几何特征的点,完成点云下采样,然后,使用动态图卷积神经网络(DGCNN)配合下采样点云学习融入了局部几何信息的点云特征,通过Transformer捕获两个特征嵌入之间的上下文信息和软指针近似组合匹配,最后,利用一个可微的奇异值分解(SVD)层估计最终的刚性变换。在数据集ModelNet40进行点云配准实验,GSDCP与ICP、Go-ICP(Globally Optimal ICP)、PointNetLK、FGR(Fast Global Registration)、ADGCNNLK(Attention Dynamic Graph Convolutional Neural Network Lucas-Kanade)、DCP(Deep Closest Point)和MFGNet(Multi-Features Guidance Network)相比,实验结果表明,在无噪声、有噪声和看不见点云类别的情况下配准精度和鲁棒性最好,在无噪声的情况下,与MFGNet相比,GSDCP的旋转均方误差降低了31.3%,平移均方误差降低了58.3%;在有噪声的情况下,与MFGNet相比,GSDCP的旋转均方误差降低了33.9%,平移均方误差降低了73.4%;在看不见点云类别的情况下,与MFGNet相比,GSDCP的旋转均方误差降低了57.7%,平移均方误差降低了77.9%。除此之外,对不完整点云数据(设置随机遮挡、点云残缺)实验,在点云完整度75%以下时,与MFGNet相比,GSDCP的旋转均方误差降低了35.1%,平移均方误差降低了39.8%。
中图分类号:
梁杰涛 罗兵 付兰慧 常青玲 李楠楠 易宁波 冯其 何鑫 邓辅秦. 基于坐标几何采样的点云配准方法[J]. 计算机应用, DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2024010045.
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