×

使用麦考利二次曲面合成的虚拟兴趣点进行点云配准。 (英语) Zbl 1515.68327号

摘要:提出了一种称为虚拟兴趣点的新公式,并用于注册点云。首先使用隐式二次曲面表示来建模点云线段。然后,Macaulay的结果提供了三个此类二次曲面的交集,从而形成一个虚拟兴趣点(VIP)。计算每个VIP的唯一特征描述子,并在描述子空间中建立对应关系,以计算刚性变换来注册两个点云。该过程的每一步都要考虑对噪声和数据密度变化的鲁棒性,以及计算效率。对使用各种距离传感器收集的12个数据集进行了实验,以表征对噪声的鲁棒性、数据密度变化和计算效率。数据集是从自然场景(包括植物和岩石)和室内建筑场景(例如杂乱的办公室和实验室)中提取的。同样,对几个3D模型进行了注册测试,以证明该技术的通用性。提出的方法在注册重叠点云方面明显优于多种最新的替代方法,例如基于2.5D SIFT的RANSAC方法、超4点同余集和超广义4PCS,以及Go-ICP方法,具有更高的成功率和更低的计算成本。

MSC公司:

68T45型 机器视觉和场景理解
51号35 经典代数几何问题

关键词:

虚拟兴趣点登记点云
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 陈,H。;Bhanu,B.,使用局部曲面片在距离图像中进行三维自由物体识别,Pattern Recognit。莱特。,28, 10, 1252-1262 (2007) ·doi:10.1016/j.parec.2007.02.009
[2] Endres,F.、Hess,J.、Engelhard,N.、Sturm,J.和Cremers,D.、Burgard,W.:RGB-D SLAM系统评估。参加:IEEE机器人与自动化国际会议(ICRA)。美国马萨诸塞州圣保罗市(2012年)
[3] PJ贝塞尔;McKay,ND,三维图形注册方法,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,14223-256(1992年)·数字对象标识代码:10.1109/34.121791
[4] Zhang,English自由曲线和曲面注册的迭代点匹配,英语。国际期刊计算。视觉。,13, 2, 119-152 (1994) ·doi:10.1007/BF01427149
[5] Forsman,P.,Halme,A.:基于特征的距离图像注册,用于绘制自然室外环境。摘自:第二届三维数据处理、可视化和传输国际研讨会,第542-549页(2004年)
[6] Bowen,F.,Du,E.,Hu,J.:新的基于区域特征描述符的图像配准方法。摘自:IEEE系统、人与控制论国际会议(SMC),第2489-2494页(2012年)
[7] Andersen,M.,Jensen,T.,Lisouski,P.,Mortensen,A.,Hansen,M.、Gregersen,T.、Ahrendt,P.:计算机视觉应用的Kinect深度传感器评估。奥胡斯大学电气与计算机工程技术代表(2012)
[8] Lange,R.:使用CMOS/CCD技术中的定制固态图像传感器进行3D飞行时间距离测量。Siegen大学博士论文(2000年)
[9] Segal,A.、Haehnel,D.、Thrun,S.:概括ICP。收录:《机器人学学报:科学与系统》。美国西雅图(2009)
[10] Mitra,N.J.、Gelfand,N.、Pottmann,H.、Guibas,L.:从几何优化角度注册点云数据。摘自:几何处理研讨会,第23-31页(2004年)
[11] Zhong,Y.:内在形状特征:用于三维物体识别的形状描述符。摘自:国际计算机视觉研讨会(ICCV研讨会),第689-696页(2009年)
[12] Lo,T-WR;Siebert,JP,距离图像的局部特征提取和匹配:2.5d SIFT,计算。视觉。图像理解。,113, 12, 1235-1250 (2009) ·doi:10.1016/j.cviu.2009.06.005
[13] Lowe,DG,《不同尺度关键点的独特图像特征》,国际计算机杂志。视觉。,60, 2, 91-110 (2004) ·doi:10.1023/B:VISI.0000029664.99615.94
[14] Tombari,F.、Salti,S.、Di Stefano,L.:局部表面描述直方图的唯一特征。摘自:第11届欧洲计算机视觉会议论文集:第三部分,ser。ECCV’10。柏林施普林格出版社,第356-369页(2010年)
[15] Rusu,R.B.,Blodow,N.,Beetz,M.:用于3D注册的快速点特征直方图(FPFH)。摘自:IEEE机器人与自动化国际会议(ICRA)会议记录,日本神户(2009年5月12日至17日)
[16] Sohel,F。;万,J。;卢,M。;Bennamoun,M.,《具有局部表面特征的杂乱场景中的3D物体识别:调查》,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,99,预打印,1(2014)
[17] Muja,M.,Lowe,D.G.:使用自动算法配置快速近似最近邻。参加:计算机视觉理论与应用国际会议(2009年)。NSTICC出版社,第331-340页(2009年)
[18] Kukelova,Z.,Heller,J.,Fitzgibbon,A.:三个二次曲面的有效交集及其在计算机视觉中的应用。摘自:2016年IEEE计算机视觉和模式识别会议(CVPR),第1799-1808页(2016)
[19] Levin,J.,绘制由二次曲面组成的实体图形的参数化算法,Commun。美国医学会,19,10,555-563(1976)·Zbl 0334.68050号 ·doi:10.1145/360349.360355
[20] Miller,JR,基于二次曲面的实体模型分析,IEEE计算。图表。申请。,8, 1, 28-42 (1988) ·数字对象标识代码:10.1109/38.488
[21] Chionh,E-W;高盛,RN;Miller,JR,使用多元结果求三个二次曲面的交点,ACM Trans。图表。(TOG),10,4,378-400(1991)·Zbl 0736.68074号 ·doi:10.1145/116913.116917
[22] 许强,Z。;王,X。;刁晨,X。;孙光,J.,求三个二次曲面实际交点的稳健算法,计算。辅助Geom。设计。,22, 6, 515-530 (2005) ·Zbl 1089.65015号 ·doi:10.1016/j.cagd.2005.02.001
[23] Alexandre,L.A.:物体和类别识别的3D描述符:比较评估。参加:IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议(IROS)机器人彩色深度相机融合研讨会。葡萄牙维拉莫拉(2012)
[24] Zwicker,M.、Pfister,H.、van Baar,J.、Gross,M.:表面喷溅。收录:第28届计算机图形和交互技术年会论文集,ser。SIGGRAPH’01号。美国纽约州纽约市:ACM,第371-378页。[在线]。可用:doi:10.1145/383259.383300(2001)
[25] 莱文,D.,移动最小二乘法的逼近能力,数学。计算。,67, 224, 1517-1531 (1998) ·Zbl 0911.41016号 ·doi:10.1090/S025-5718-98-00974-0
[26] Levin,D.:与网格无关的曲面插值。摘自:《数学与可视化》,第37-49页。[在线]。可用:doi:10.1007/978-3-662-07443-5-3(2004)
[27] Mohamad,M.,Ahmed,M.T.,Rappaport,D.,Greenspan,M.:超通用4pcs用于3D注册。摘自:3D视觉国际会议(3DV),第598-606页(2015)
[28] 西皮兰,I。;Bustos,B.,Harris 3D:Harris算子的强大扩展,用于在3D网格上检测兴趣点,Vis。计算。,27, 11, 963 (2011) ·doi:10.1007/s00371-011-0610-y
[29] Johnson,A.:旋转图像:三维曲面匹配的表示。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学机器人研究所博士论文(1997)
[30] Ahmed,M.T.,Mohamad,M.,Marshall,J.A.,Greenspan,M.:使用虚拟兴趣点注册噪声点云。摘自:第十二届计算机和机器人视觉会议(CRV),第31-38页(2015年)
[31] Ahmed,M.T.,Marshall,J.A.,Greenspan,M.:隐式二次曲面交点的虚拟兴趣点点云注册。参加:2017年3D视觉国际会议,2017年3DV,中国青岛,2017年10月10日至12日。IEEE计算机学会,第649-657页。[在线]。可用:doi:10.1109/3DV.2017.00079(2017)
[32] 杨,J。;李,H。;坎贝尔,D。;Jia,Y.,Go-ICP:3D ICP点集注册的全局最优解决方案,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,38, 11, 2241-2254 (2016) ·doi:10.1109/TPAMI.2015.2513405
[33] Pathak,K。;A.伯克。;Vaskevicius,N。;Poppinga,J.,《基于含噪平面与未知对应的三维映射快速配准》,IEEE Trans。机器人。,26, 3, 424-441 (2010) ·doi:10.1109/TRO.2010.2042989
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。