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顾及杆状物和车道线的城市道路场景轻量化快速点云自动配准
1
作者 赵辉友 吴学群 夏永华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期535-548,共14页
针对激光扫描获取城市场景出现不同时期位置偏差,传统点云配准方法存在效率低和鲁棒性低等局限性,本文提出了顾及杆状物和车道线的点云配准改进方法。首先对滤波后的点云进行体素格网降采样,再利用布料模型滤波对地面点滤波,后使用K均... 针对激光扫描获取城市场景出现不同时期位置偏差,传统点云配准方法存在效率低和鲁棒性低等局限性,本文提出了顾及杆状物和车道线的点云配准改进方法。首先对滤波后的点云进行体素格网降采样,再利用布料模型滤波对地面点滤波,后使用K均值无监督分类非地面点云,后用先验的随机一致抽样法提取杆状物作为目标特征,并根据点云反射强度提出点云灰度图和空间密度分割法提取车道线。利用改进迭代最近点(ICP)算法和法向量约束,将杆状物作和车道线作为配准基元,几何一致算法剔除错误点对,并使用双向KD-tree快速对应特征点的关系,加快配准速度和提高精度。经实验证明,在低重叠度的城市点云场景耗时不到20 s,且只迭代20次,精度可达1.9877×10^(-5)m,可实现城市道路场景点云的高效准确配准。 展开更多
关键词 车载激光扫描 杆状物 地面点滤波 K均值 车道线 改进ICP
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基于Kinect的3D全景图像扫描重建技术
2
作者 黄君君 《成都工业学院学报》 2023年第6期47-51,共5页
为解决传统的迭代最近点(ICP)算法耗时长的问题,基于K-D树改进ICP算法,通过Kinect对室内场景进行三维重建。利用加速鲁棒性特征(SURF)算法提取特征点,分别使用传统的ICP和基于K-D树改进ICP算法完成多帧点云数据的配准,对比单一场景和多... 为解决传统的迭代最近点(ICP)算法耗时长的问题,基于K-D树改进ICP算法,通过Kinect对室内场景进行三维重建。利用加速鲁棒性特征(SURF)算法提取特征点,分别使用传统的ICP和基于K-D树改进ICP算法完成多帧点云数据的配准,对比单一场景和多场景下的模型重建效果。结果表明,在面积为30 m^(2)的房间三维模型重建中,传统ICP算法处理时间分别为1.31 min(单一场景)和8.06 min(多场景),而改进ICP算法处理时间为0.67 min(单一场景)和5.23 min(多场景)。改进后的ICP算法三维重建速度较快,没有明显的物品位置错乱等情况,能满足日常需要。 展开更多
关键词 三维重建 KINECT 迭代最近点算法 K-D树
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一种基于Z曲线近似k-最近对查询算法 被引量:5
3
作者 徐红波 郝忠孝 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期310-317,共8页
k-最近对查询是空间数据库中重要操作之一.在低维空间中基于R*树分枝限界最近对查询算法(k-self-CPQ)和Brute-Force算法的查询效率较高,而在高维空间中其性能急剧恶化,降低空间维度成为解决问题的关键.依据Z曲线构造过程,将高维空间分... k-最近对查询是空间数据库中重要操作之一.在低维空间中基于R*树分枝限界最近对查询算法(k-self-CPQ)和Brute-Force算法的查询效率较高,而在高维空间中其性能急剧恶化,降低空间维度成为解决问题的关键.依据Z曲线构造过程,将高维空间分割成大小相等的网格,以此将网格中的点映射到线性空间中.提出了基于网格划分的降维方法及最小网格概念,给出了基于Z曲线近似k-最近对查询算法.利用最小网格的边长,算法优化线性扫描过程.实验结果表明在高维空间中算法性能优于Brute-Fore和k-self-CPQ,且近似k-最近对质量较好. 展开更多
关键词 Z曲线 最小网格 降维 近似k-最近对
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基于Hilbert曲线的高维k-最近对查询算法 被引量:2
4
作者 徐红波 郝忠孝 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期17-19,共3页
利用Hilbert曲线的数据聚类特性,将高维空间中的点映射到线性空间中,给出相应的降维方法,提出基于Hilbert曲线的高维k-最近对查询算法,并证实了其正确性。算法能够删减点集中大量的点以优化扫描过程,减少运行时间,实验结果表明该算法优... 利用Hilbert曲线的数据聚类特性,将高维空间中的点映射到线性空间中,给出相应的降维方法,提出基于Hilbert曲线的高维k-最近对查询算法,并证实了其正确性。算法能够删减点集中大量的点以优化扫描过程,减少运行时间,实验结果表明该算法优于连续扫描算法。 展开更多
关键词 高维空间 降维方法 HILBERT曲线 k-最近对查询算法
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基于几何属性和改进ICP的点云配准方法 被引量:6
5
作者 赵夫群 贾一婷 《信息技术》 2019年第4期33-38,共6页
点云配准是三维重建的重要研究内容之一,其精度将直接影响到建模结果的好坏。为了提高点云配准的精度和收敛速度,首先提取点云的法矢和曲率等几何属性;然后根据点云密度将点云进行区域划分,并选取不同点云区域中的曲率极值点,再通过对... 点云配准是三维重建的重要研究内容之一,其精度将直接影响到建模结果的好坏。为了提高点云配准的精度和收敛速度,首先提取点云的法矢和曲率等几何属性;然后根据点云密度将点云进行区域划分,并选取不同点云区域中的曲率极值点,再通过对极值点对的相似性度量来实现点云粗配准;最后采用基于K-d树的改进ICP算法进一步实现点云细配准。实验采用颅骨点云数据模型对该方法进行配准验证,结果表明,基于几何属性和改进ICP的点云配准方法是一种精度高、速度快的点云配准方法。 展开更多
关键词 点云配准 几何属性 邻域特征 迭代最近点 K-D树
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基于K-D树加速的大型点云配准算法 被引量:2
6
作者 吴振慧 王彩余 《南通职业大学学报》 2022年第1期70-75,共6页
为了实现大型点云的精确配准,首先对大型点云数据进行降采样及去质心预处理,并采用迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法计算点云间的旋转矩阵R与平移矩阵T,最终在Visual Studio中基于OpenGL库实现界面交互和结果显示。结果表明... 为了实现大型点云的精确配准,首先对大型点云数据进行降采样及去质心预处理,并采用迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法计算点云间的旋转矩阵R与平移矩阵T,最终在Visual Studio中基于OpenGL库实现界面交互和结果显示。结果表明,该配准算法既支持人为选择关键点进行配准,也支持随机生成关键点进行配准,且准确率高。大型点云数据实验表明,针对大型点云点数目多,普通配准算法计算时间长的问题,采用K-D树进行配准算法加速,可保证精度,同时大大缩短了大型点云配准计算时间。 展开更多
关键词 点云配准 大型点云 迭代最近点 K-D树
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基于K-means++的多视图点云配准技术
7
作者 梁正友 王璐 +1 位作者 李轩昂 杨锋 《计算机与现代化》 2022年第2期97-101,共5页
针对大规模点集可能存在噪声、离群点及遮挡等情况,提出一种基于K-means++的多视图点云配准方法。首先,利用K-means++算法的随机播种技术对下采样后的多视图点集选取初始化的质心,并根据算法的基本原理完成聚类;其次,将点云数据存入K-D... 针对大规模点集可能存在噪声、离群点及遮挡等情况,提出一种基于K-means++的多视图点云配准方法。首先,利用K-means++算法的随机播种技术对下采样后的多视图点集选取初始化的质心,并根据算法的基本原理完成聚类;其次,将点云数据存入K-D树结构,并利用最近邻搜索算法建立点集间的对应关系,从而提升对应点集的搜索效率;最后,通过迭代最近点算法依照扫描顺序计算各视图聚类得到的点云数据与所有视图间的刚性变换参数,将成对配准造成的误差均匀扩散到每个视图中,直至获得最终配准结果。在Stanford三维点云数据集上进行实验的结果表明,本文提出的方法比近年的部分多视图配准算法具有更高的配准精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 点云配准 多视图配准 K-means++算法 迭代最近点算法 刚性配准
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An Experimental Analysis of the Applications of Datamining Methods on Bigdata
8
作者 CH.Naga Santhosh Kumar K.S.Reddy 《Journal of Autonomous Intelligence》 2019年第3期31-39,共9页
Data mining is a procedure of separating covered up,obscure,however possibly valuable data from gigantic data.Huge Data impactsly affects logical disclosures and worth creation.Data mining(DM)with Big Data has been br... Data mining is a procedure of separating covered up,obscure,however possibly valuable data from gigantic data.Huge Data impactsly affects logical disclosures and worth creation.Data mining(DM)with Big Data has been broadly utilized in the lifecycle of electronic items that range from the structure and generation stages to the administration organize.A far reaching examination of DM with Big Data and a survey of its application in the phases of its lifecycle won't just profit scientists to create solid research.As of late huge data have turned into a trendy expression,which constrained the analysts to extend the current data mining methods to adapt to the advanced idea of data and to grow new scientific procedures.In this paper,we build up an exact assessment technique dependent on the standard of Design of Experiment.We apply this technique to assess data mining instruments and AI calculations towards structure huge data examination for media transmission checking data.Two contextual investigations are directed to give bits of knowledge of relations between the necessities of data examination and the decision of an instrument or calculation with regards to data investigation work processes. 展开更多
关键词 Data Mining Big Data Knowledge Discovery Databases Decision Tree Cloud Data Mining k-closest Neighbor Artificial Intelligence CLUSTER
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层次优化的颅骨点云配准 被引量:10
9
作者 杨稳 周明全 +3 位作者 耿国华 刘晓宁 李康 张海波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2730-2739,共10页
颅骨配准是颅面复原的重要步骤之一,其配准精度和效率对复原结果有着重要的影响。为了提高颅骨点云模型的配准精度和效率,本文提出了一种层次优化的颅骨点云配准方法。将颅骨配准分为粗配准和细配准两个过程。首先对颅骨点云模型进行去... 颅骨配准是颅面复原的重要步骤之一,其配准精度和效率对复原结果有着重要的影响。为了提高颅骨点云模型的配准精度和效率,本文提出了一种层次优化的颅骨点云配准方法。将颅骨配准分为粗配准和细配准两个过程。首先对颅骨点云模型进行去噪、简化和归一化等预处理;然后对颅骨点云模型提取特征点并计算其特征序列,根据特征序列进行约束寻找初始对应点对,并采用k-means算法剔除误匹配点,实现颅骨粗配准;最后通过加入几何特征约束的改进迭代最近点(ICP)算法实现颅骨细配准,从而达到颅骨精确配准的目的。本文分别对粗配准、细配准和先粗再细完整配准过程进行实验,结果表明粗配准过程,与未优化的粗配准算法相比,本文优化后的粗配准算法的配准精度提高了约35%,算法耗时增加了约6%;细配准过程,与ICP算法相比,本文改进ICP算法的配准精度和收敛速度分别提高了约20%和43%,算法耗时减少了约47%;先粗再细的完整配准过程,本文算法的配准精度和收敛速度都要优于其他两种方法。证明了本文方法是一种有效的颅骨点云配准算法,可以实现颅骨点云的精确配准。 展开更多
关键词 颅骨配准 特征点 K-MEANS算法 迭代最近点 几何特征约束
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基于特征点的ICP点云配准算法 被引量:13
10
作者 单丽杰 岳建平 钱炜 《甘肃科学学报》 2022年第4期1-4,19,共5页
ICP配准算法对待配准点云初始位置要求较高,且配准过程耗时长,因此提出了一种基于特征点改进的ICP点云配准算法。利用点云的局部法向量提取特征点,根据特征点的特征直方图得到初始配准点云;通过K-D tree搜索点集中的对应点对,运用四元... ICP配准算法对待配准点云初始位置要求较高,且配准过程耗时长,因此提出了一种基于特征点改进的ICP点云配准算法。利用点云的局部法向量提取特征点,根据特征点的特征直方图得到初始配准点云;通过K-D tree搜索点集中的对应点对,运用四元数法得到配准参数,根据刚性距离约束条件精确配准点云。实验表明,该算法避免了ICP配准算法因初始位置姿态而陷入局部最优,同时提高了配准效率和精度。 展开更多
关键词 点云配准 特征点 最近点迭代 K-D tree
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基于矩阵指数的点云配准方法 被引量:2
11
作者 杨正世 李文国 《自动化仪表》 CAS 2018年第11期31-36,共6页
在点云数据处理中,点云配准是重要的中间环节。好的点云配准为构建高精度的模型提供了保证。点云配准的关键在于求解变换矩阵。通过对比目前常用求解变换矩阵的奇异值分解(SVD)算法和列文伯格-马夸尔特(LM)算法,提出了一种新的点云配准... 在点云数据处理中,点云配准是重要的中间环节。好的点云配准为构建高精度的模型提供了保证。点云配准的关键在于求解变换矩阵。通过对比目前常用求解变换矩阵的奇异值分解(SVD)算法和列文伯格-马夸尔特(LM)算法,提出了一种新的点云配准方法。首先,构建一个新的矩阵指数来表示变换矩阵;其次,为提高整体点云配准的速度,采用K-D tree法来搜索最近点;接着,运用随机采样一致性(RANSAC)算法去除错误的点云,以减少点云迭代次数;最后,运用提出的矩阵指数来求解变换矩阵,以完成点云配准。试验结果表明,新方法在配准精度和速度上都优于SVD算法和LM算法。该方法为点云数据处理提供了参考。 展开更多
关键词 点云配准 变换矩阵 矩阵指数 SVD算法 LM算法 K-D tree法 ICP算法
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基于改进的函数映射理论的三维模型间对应关系 被引量:1
12
作者 王博 杨军 《兰州交通大学学报》 CAS 2019年第3期21-30,共10页
针对不同姿态下三维等距模型间的对应关系,提出一种基于函数映射理论的改进算法。首先对由Laplace-Beltrami算子分解出的特征描述符添加对角描述符约束,并将该约束添加到函数映射框架中对其进行改进,利用改进后的函数映射建立模型间的... 针对不同姿态下三维等距模型间的对应关系,提出一种基于函数映射理论的改进算法。首先对由Laplace-Beltrami算子分解出的特征描述符添加对角描述符约束,并将该约束添加到函数映射框架中对其进行改进,利用改进后的函数映射建立模型间的初始对应关系;其次,采用迭代最近点算法与K近邻算法优化初始对应关系;最后,结合优化后的函数映射关系和迪杰斯特拉-最远点采样算法构建点到点的对应关系。仿真实验结果表明,与已有算法相比,改进的函数映射理论可以计算出更加准确的映射关系矩阵,进而减小了由该矩阵构建的点到点对应关系的等距误差。 展开更多
关键词 Laplace-Beltrami算子 函数映射 迭代最近点算法 K近邻算法 迪杰斯特拉-最远点采样算法
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一种聚类改进的迭代最近点配准算法 被引量:11
13
作者 周文振 陈国良 +1 位作者 杜珊珊 李飞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第5期196-202,共7页
为了满足高精度的室内位置服务需求,提出了一种利用K-means聚类改进的迭代最近点(ICP)算法来构建结构化的二维室内地图。通过对二维激光扫描仪获取的点云数据的聚类分析,将每一帧的数据进行聚类,并通过几何中心的平移对点云数据进行预配... 为了满足高精度的室内位置服务需求,提出了一种利用K-means聚类改进的迭代最近点(ICP)算法来构建结构化的二维室内地图。通过对二维激光扫描仪获取的点云数据的聚类分析,将每一帧的数据进行聚类,并通过几何中心的平移对点云数据进行预配准,利用聚类及预配准的结果对点云数据进行精确配准得到全局最优解。聚类改进的ICP算法相比于传统的ICP算法,在仅使用单一的二维激光扫描仪采集的点云数据为数据源时,能获得较高精度的配准结果。实验表明,该算法具有适用性强、配准精度高等优点,有助于在单一传感器下快速、精准地构建室内地图。 展开更多
关键词 测量 迭代最近点 K—means聚类 点云配准 室内地图
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工业过程数据异常检测的改进局部离群因子法 被引量:4
14
作者 何九虎 刘飞 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期53-56,共4页
局部离群因子(LOF)是对过程数据的局部离群程度的定义,然而工业过程对数据异常检测的实时性要求高,要求出所有采样点的离群因子计算量较大。故本文对LOF算法进行相应的改进,采用k-近邻计算对象的局部可达密度,同时利用1种预处理采样点... 局部离群因子(LOF)是对过程数据的局部离群程度的定义,然而工业过程对数据异常检测的实时性要求高,要求出所有采样点的离群因子计算量较大。故本文对LOF算法进行相应的改进,采用k-近邻计算对象的局部可达密度,同时利用1种预处理采样点的方法CDC(Closest Distance to Center),通过计算每个点到中心点的距离先对采样点进行修剪,剔除大部分不可能是离群点的采样点,只需要计算剩余点改进的LOF值,从而提高离群点检测的效率。最终通过对TE过程数据仿真,说明在保证离群点检测准确性的情况下,相比于LOF缩短了算法运行的时间。 展开更多
关键词 局部离群因子 K-近邻 CDC
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基于分层优化策略的颅骨点云配准算法 被引量:6
15
作者 杨稳 周明全 +3 位作者 张向葵 耿国华 刘晓宁 刘阳洋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期115-127,共13页
颅骨配准是颅面复原过程中的重要步骤之一,颅骨配准的精度直接影响着颅面复原结果的好坏。为了提高颅骨点云模型的配准精度和收敛速度,提出一种基于分层优化策略的颅骨点云配准算法,将配准过程分为粗配准和细配准两个过程,分别采用不同... 颅骨配准是颅面复原过程中的重要步骤之一,颅骨配准的精度直接影响着颅面复原结果的好坏。为了提高颅骨点云模型的配准精度和收敛速度,提出一种基于分层优化策略的颅骨点云配准算法,将配准过程分为粗配准和细配准两个过程,分别采用不同的优化策略进行优化。首先基于点的邻域提取几何特征,从而得到由平均曲率、高斯曲率、法向量夹角和主曲率构成的特征向量;进一步通过距离函数计算特征相似性来建立匹配点对,并采用k-means算法剔除误匹配点对;然后使用四元数法计算颅骨点云间的刚体变换关系,实现颅骨粗配准;最后通过引入k-维(k-d)树和加入几何特征约束对迭代最近点(ICP)算法进行改进,使用改进的ICP算法实现颅骨的精确配准。实验结果表明:粗配准过程采用k-means算法剔除误匹配点对的优化策略和细配准过程加入k-d树与几何特征约束的优化策略都是有效的。与ICP算法相比,本文算法的匹配率和配准精度分别提高了约17%和51%,算法耗时减少了约31%。与其他经典配准算法和改进的ICP算法相比,本文算法的配准效率是最优的。为了验证本文算法的普适性,还采用兵马俑碎片数据进行验证,本文算法也取得了较好的效果和最优的性能。因此,本文算法是一种有效的颅骨点云配准方法。 展开更多
关键词 机器视觉 颅骨配准 几何特征约束 K-MEANS算法 k-维树 迭代最近点算法
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