基于BlendMask与改进Super4PCS的物体位姿估计方法

1

作者 郑银环 张帅彬 +1 位作者 吴飞 陈恩杰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期10-18,58,共10页

针对工业上常见的散乱堆叠工件的位姿估计和无序分拣问题,文章提出一种基于BlendMask实例分割算法与改进Super 4PCS(super 4-points congruent sets)点云配准算法的物体位姿估计方法。利用BlendMask实例分割算法分割目标工件并构建工件... 针对工业上常见的散乱堆叠工件的位姿估计和无序分拣问题,文章提出一种基于BlendMask实例分割算法与改进Super 4PCS(super 4-points congruent sets)点云配准算法的物体位姿估计方法。利用BlendMask实例分割算法分割目标工件并构建工件表面点云;定义抓取分数选择最上层工件作为抓取对象,实现机器人自上而下抓取;针对不同形状的目标工件,基于相似匹配度函数选择模板点云;融合Super 4PCS与正态分布转换(normal distributions transform,NDT)算法完成目标点云和模板点云在低重合率情况下的精确配准,获取目标工件的抓取位姿;并针对Super 4PCS算法粗配准时速度较慢的问题,通过对体素滤波后的目标点云和模板点云提取3D内部形状描述子(intrinsic shape signatures,ISS)作为点云配准算法的输入点集来提高算法的配准速度。点云配准实验和机器人无序分拣实验结果表明,文章提出的物体位姿估计方法可以快速、准确地完成目标工件的位姿估计和无序分拣任务,配准算法均方根误差(root mean square error,RMSE)小于3.8 mm,位姿估计所需时间小于5.8 s,性能满足实际应用要求。 展开更多

关键词 散乱堆叠工件 位姿估计 无序分拣 BlendMask实例分割算法 Super 4pcs算法 点云配准

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基于3D-SUSAN特征提取的改进4PCS点云配准算法

2

作者 王虎虎 徐国胜 桑一村 《应用激光》 北大核心 2025年第6期198-206,共9页

点云配准作为三维数据处理的重要步骤,目前仍存在一定的局限性,针对4PCS算法在粗匹配阶段计算复杂度高、配准耗时较长的问题,提出一种基于3D-SUSAN特征提取的改进4PCS点云配准算法。通过使用3D-SUSAN算法对初始点云提取特征,专注于边缘... 点云配准作为三维数据处理的重要步骤,目前仍存在一定的局限性,针对4PCS算法在粗匹配阶段计算复杂度高、配准耗时较长的问题,提出一种基于3D-SUSAN特征提取的改进4PCS点云配准算法。通过使用3D-SUSAN算法对初始点云提取特征,专注于边缘点和角点等具有明显几何特征的关键点。将特征点云作为改进后的4PCS算法的输入数据,从而为后续的精配准提供更优的初始位置。实验结果表明,该方法与传统4PCS算法相比,在保持配准精度的同时,能够将配准时间提高20%~40%,显示出该方法确实具有一定的实用价值。该研究旨在为点云配准领域的深入研究提供有力的理论依据与实践参考。 展开更多

关键词 点云配准 4pcs 3D-SUSAN 特征点云

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基于Super 4PCS算法的山岭隧道变形超欠挖提取算法研究

3

作者 王义成 韩钊 +2 位作者 李培锋 谢雄耀 唐亘跻 《建筑施工》 2025年第3期366-372,共7页

为了构建一种依托三维激光扫描技术的特长隧道变形超挖与欠挖自动辨识算法,提升特长隧道超挖与欠挖辨识效率,提出了一种结合栅格预处理与超级四点一致性配准算法(Super 4PCS)的超挖与欠挖辨识方法。采用徕卡P30三维激光扫描仪,获取超长... 为了构建一种依托三维激光扫描技术的特长隧道变形超挖与欠挖自动辨识算法,提升特长隧道超挖与欠挖辨识效率,提出了一种结合栅格预处理与超级四点一致性配准算法(Super 4PCS)的超挖与欠挖辨识方法。采用徕卡P30三维激光扫描仪,获取超长隧道掘进过程中的岩壁点云数据,并据此构建了隧道的三维模型。完成建模后,将三维模型转化为点云模型,随后利用Super 4PCS算法将实测点云与标准模型点云进行精确配准。通过计算配准后模型点云与岩壁点云之间的偏差值,即可得出山岭隧道的超挖与欠挖数据。试验结果显示,基于Super 4PCS的超挖与欠挖辨识方法,在临沧高速公路天生桥点云项目中取得了卓越的辨识效果,其误差相较于全站仪测量结果的精度控制在约1 mm范围内。 展开更多

关键词 隧道工程 超欠挖提取方法 三维激光扫描 Super 4pcs 点云配准

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基于特征点改进的4PCS樱桃树三维点云配准方法

4

作者 李云飞 李振东 +3 位作者 杨立伟 刘刚 吕树盛 宫艳晶 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期256-262,共7页

针对点云配准会消耗较多时间资源、配准误差较大等问题,提出一种基于3D-SIFT特征点改进的4PCS配准方法。通过深度相机对樱桃树4个方位进行扫描,获取樱桃树三维点云数据。首先,使用直通滤波和统计滤波,设计一个点云去噪框架,筛选高质量... 针对点云配准会消耗较多时间资源、配准误差较大等问题,提出一种基于3D-SIFT特征点改进的4PCS配准方法。通过深度相机对樱桃树4个方位进行扫描,获取樱桃树三维点云数据。首先,使用直通滤波和统计滤波,设计一个点云去噪框架,筛选高质量三维点云;其次,应用SIFT算法对樱桃树点云进行特征提取,减少数据的维度,增强特征稳定性;再次,将获得的源特征点集和目标特征点集,作为4PCS算法原始数据输入进行点云粗配准,获得精确位姿;最后,利用ICP算法进行精细配准,使其匹配状态最佳。以不同树型樱桃树点云数据为实验对象,引入消耗时间和均方根误差,作为配准评估标准。实验结果表明,在粗配准阶段,本文配准方法耗时分别为4.16、4.33 s,均方根误差分别为0.953、1.810 cm,有效降低了配准误差,缩短了配准时间。另外,在精配准阶段,本文选用ICP算法,并进行多组精配准实验,结合本文方法整个配准时间为4.84 s,均方根误差为0.845 cm,配准时间和配准误差均达到最优。 展开更多

关键词 樱桃树 三维点云 3D-SIFT 4pcs算法 点云配准

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基于3D-SIFT与4PCS融合的大数据量点云快速配准方法 被引量：3

5

作者 李家乐 李哲润 +1 位作者 赵勇 张杨 《计算机与现代化》 2024年第2期1-6,共6页

测量点云与模型点云的配准是视觉定位的关键。针对测量点云数据量大且与CAD模型点云重叠率低造成视觉定位精度差、算法效率低的问题,提出一种基于三维尺度不变特征变换(3D-SIFT)与4点快速鲁棒匹配算法(4PCS)融合的测量点云与模型点云配... 测量点云与模型点云的配准是视觉定位的关键。针对测量点云数据量大且与CAD模型点云重叠率低造成视觉定位精度差、算法效率低的问题,提出一种基于三维尺度不变特征变换(3D-SIFT)与4点快速鲁棒匹配算法(4PCS)融合的测量点云与模型点云配准方法。首先利用深度相机对零件进行点云提取并对提取到的测量点云进行降噪和滤波处理;接着利用3D-SIFT特征点提取算法对测量点云和CAD模型点云进行特征点提取;最后把提取的特征点作为4PCS算法的初始值进行2种点云数据的配准。与常用的4PCS算法、Super-4PCS算法相比,在算法仿真与实际应用实验结果表明,本文算法在保证配准精度的前提下将配准速度提高30%以上。 展开更多

关键词 测量点云 模型点云 SIFT 4pcs算法 点云配准

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基于KDTree改进的Super 4PCS+ICP算法在点云配准中的应用研究 被引量：14

6

作者 夏军勇 高睿杰 钟飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1333-1338,共6页

在点云配准过程中,为了提高点云的配准精度,针对ICP算法对于初始位姿的局限性,对点云数据进行Super4PCS+ICP的“先粗后精”处理。首先利用KDTree树搜索对应点,用局部区域的特征度确定特征点集,再使用Super4PCS算法实现粗配准。针对精配... 在点云配准过程中,为了提高点云的配准精度,针对ICP算法对于初始位姿的局限性,对点云数据进行Super4PCS+ICP的“先粗后精”处理。首先利用KDTree树搜索对应点,用局部区域的特征度确定特征点集,再使用Super4PCS算法实现粗配准。针对精配准提出KDTree树来加快速度,SVD求解对应点参数、常数为1的加权平均、求解误差函数等手段来实现对ICP算法的改进,并求出刚体变换后的旋转平移矩阵,提高点云配准精度。实验表明,相较于传统ICP算法,本文方法的配准精度有了显著的提升。本文研究的方法可为点云配准的深入研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 Super_4pcs算法 ICP算法 KDTree 点云轮廓 点云配准

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基于4PCS和SICP的点云配准方法在钢轨磨耗计算中的应用 被引量：7

7

作者 傅瑶 陈鹏 +1 位作者 郭贵松 刘雪垠 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第12期210-218,共9页

针对基于三维结构光扫描的钢轨磨耗快速精确测量,本文提出了一种基于4PCS(4-points congruent sets)和SICP(sparse iterative closest point)的点云配准组合算法,用于快速精确配准不完整且含噪声的磨耗钢轨与标准钢轨点云。由于三维结... 针对基于三维结构光扫描的钢轨磨耗快速精确测量,本文提出了一种基于4PCS(4-points congruent sets)和SICP(sparse iterative closest point)的点云配准组合算法,用于快速精确配准不完整且含噪声的磨耗钢轨与标准钢轨点云。由于三维结构光设备一次扫描得到的磨耗钢轨数据是不完整且含噪声的,因此首先利用针对低重叠率点云配准鲁棒性较好的4PCS对钢轨点云进行粗配准,为精确配准提供较好的初始变换矩阵。然后,再利用针对含噪声点云配准鲁棒性较好的SICP进行精确配准。最后,根据精确配准结果计算出轨头磨耗。文中定量分析了不同程度降采样对配准精度、时间及轨头磨耗计算精度的影响,展现了4PCS+SICP在快速精确配准不完整且含噪声的钢轨点云的优越性,得出了不同程度降采样对轨头磨耗计算精度无影响的结论。与此同时,对钢轨点云含不同程度的噪声点云配准做了定量对比分析,验证了SICP在含噪声的磨耗钢轨点云精确配准中的鲁棒性。 展开更多

关键词 铁路轨道 磨耗检测 点云配准 点云噪声 4pcs SICP

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基于Super4PCS的激光点云配准适用性研究 被引量：4

8

作者 崔志婷 李彩林 +3 位作者 朱夫宏 王佳文 苏本娅 孙延坤 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第4期46-51,共6页

针对超四点快速鲁棒匹配算法(Super 4-points congruent sets,Super4PCS)对不同特点的激光点云配准的适用性问题,分别对不同重叠率、不同噪声点、不同数据量的点云进行了配准实验,比较分析了算法的配准精度和数据适用性。实验分析得出,S... 针对超四点快速鲁棒匹配算法(Super 4-points congruent sets,Super4PCS)对不同特点的激光点云配准的适用性问题,分别对不同重叠率、不同噪声点、不同数据量的点云进行了配准实验,比较分析了算法的配准精度和数据适用性。实验分析得出,Super4PCS算法对于重叠率高于40%、噪声比例低于30%的点云数据,具有较好的配准效果,而在较高精度参数设置下(d<1),点云数据量接近300万时,Super4PCS算法难以完成点云配准。在实际点云配准时可以依据点云数据的特点,判断数据是否适用于Super4PCS算法,通过处理点云数据来满足Super4PCS算法配准的数据条件,得到良好的点云配准结果。 展开更多

关键词 Super4pcs 激光点云 点云配准

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刍议“4PCS”营销理论与农行产品建设实践的嵌合

9

作者 董兴才 《湖北农村金融研究》 2006年第9期37-40,共4页

本文简要阐述了4P、4C、4S(简称 4PCS)营销理论,市场营销与产品建设的关系,并从市场营销的管理理论、营销策略及企业市场营销的核心理论,进行分析和应用,从而佐证“4PCS”理论对农行产品建设实践的助益。

关键词 4pcs 市场营销 产品建设 营销观念

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基于改进点云配准算法的堆叠工件位姿估计

10

作者 钟佩思 李洪琦 +2 位作者 毕研治 王晓 刘梅 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第9期101-107,共7页

在工业生产线上,堆叠工件的空间位置对分拣效率和精度具有重要影响。为此,文中提出了一种改进的点云配准算法,用于准确估计堆叠工件的位姿。首先,针对Super-4PCS算法进行粗配准时存在配准时间长和计算量大的问题,提出了一种采用3DSIFT... 在工业生产线上,堆叠工件的空间位置对分拣效率和精度具有重要影响。为此,文中提出了一种改进的点云配准算法,用于准确估计堆叠工件的位姿。首先,针对Super-4PCS算法进行粗配准时存在配准时间长和计算量大的问题,提出了一种采用3DSIFT提取特征点并结合FPFH描述的SS-4PCS算法。其次,在粗配准的基础上,针对GICP算法进行精配准时存在配准精度不够高和耗时长的问题,提出了一种通过增加配对点阈值条件的T-GICP算法。最后,通过在公开数据集和自采数据集上进行算法验证,结果表明,所提算法均方根误差最低,算法配准所用时间最少。 展开更多

关键词 堆叠工件 点云配准 位姿估计 SS-4pcs算法 T-GICP算法

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面向医疗导航定位系统的点云快速配准方法

11

作者 王运梦 崔龙 +1 位作者 刘钊铭 张峰 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期96-100,共5页

针对医疗手术过程中的脊骨病变位置难以被医生直接观测出、病人的时间成本极其昂贵等问题,提出一种适合于医疗导航定位系统的快速点云配准方法。首先在粗配准阶段对点云数据进行预处理,包括去除NAN点、体素下采样滤波和3D-SIFT关键点提... 针对医疗手术过程中的脊骨病变位置难以被医生直接观测出、病人的时间成本极其昂贵等问题,提出一种适合于医疗导航定位系统的快速点云配准方法。首先在粗配准阶段对点云数据进行预处理,包括去除NAN点、体素下采样滤波和3D-SIFT关键点提取,然后使用4PCS算法对脊骨外轮廓的CT点云图和手工采集的关键点云数据进行大致配准,最后基于改进后的ICP算法进行精配准。四组融合实验的结果表明,相比于使用4PCS算法、NDT算法和PCA算法分别结合传统ICP算法的配准,所提改进方法的配准误差能够稳定在10以内,时间能够稳定在0.12s内,高效地完成了配准,为后续手术规划提供了较精确的导航定位。 展开更多

关键词 点云配准 医疗导航定位 ICP算法 4pcs算法 3D-SIFT关键点提取 NDI

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基于局部曲率与距离特征的点云配准

12

作者 朱振宇 丁海勇 刘春雷 《应用激光》 北大核心 2025年第5期168-176,共9页

针对点云配准过程中产生的误匹配、配准精度不高、效率低等问题,提出一种基于局部曲率与距离特征的点云配准算法。该方法采用点云数据的局部曲率信息,配合邻近点到中心点的加权距离进行关键点提取,利用K-4PCS算法进行点云粗配准,使用线... 针对点云配准过程中产生的误匹配、配准精度不高、效率低等问题,提出一种基于局部曲率与距离特征的点云配准算法。该方法采用点云数据的局部曲率信息,配合邻近点到中心点的加权距离进行关键点提取,利用K-4PCS算法进行点云粗配准,使用线性最小二乘优化的点到面的ICP算法完成精配准。利用多组点云数据对所提算法进行了配准测试。结果表明,所提出的关键点提取算法相较于ISS算法、SIFT算法提高了关键点特征性,为后续的配准操作提供更好的基础。在后续配准中,相同条件下所提出的方法相较于其他算法在粗配准中的效率与精度提升了约56%与57%,在精配准中效率提升了约60%。所提出的算法可以为点云配准时效率与精度无法兼得的情况提供参考。 展开更多

关键词 点云配准 关键点提取 K-4pcs算法 ICP配准

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基于逐点前进法的改进型点云配准方法 被引量：4

13

作者 李茂月 许圣博 +1 位作者 孟令强 刘志诚 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期875-885,共11页

点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量... 点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量。然后,通过使用法向量约束改进的KN-4PCS算法进行粗配准,以实现源点云与目标点云的初步配准。最后,使用双向Kd-tree优化的LM-ICP算法完成精配准。实验结果显示:在斯坦福大学开放点云数据配准实验中,其平均误差较SAC-IA+ICP算法减少了约70.2%,较NDT+ICP算法减少了约49.6%,配准耗时分别减少约86.2%和81.9%,同时在引入不同程度的高斯噪声后仍能保持较高的精度和较低的耗时。在真实室内物体点云配准实验中,其平均配准误差为0.0742 mm,算法耗时平均为0.572 s。通过斯坦福开放数据与真实室内场景物体点云数据对比分析结果表明:本方法能够有效提高点云配准的效率、准确性和鲁棒性,为基于点云的室内目标识别与位姿估计奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 点云配准 KN-4pcs 双向Kd-tree LM-ICP

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基于PCA-SIFT特征融合的铸件冒口点云匹配研究 被引量：3

14

作者 穆春阳 杨科 马行 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第8期75-79,共5页

当前自动化铸件冒口切割机器人系统研制在识别和定位冒口方面要求精确,且面临现场环境复杂、相机采集数据量大、处理效率低、算法不稳定性导致误差较大等问题。针对上述问题,提出PCA-SIFTS4的点云配准方法,首先,对采集的场景点云数据通... 当前自动化铸件冒口切割机器人系统研制在识别和定位冒口方面要求精确,且面临现场环境复杂、相机采集数据量大、处理效率低、算法不稳定性导致误差较大等问题。针对上述问题,提出PCA-SIFTS4的点云配准方法,首先,对采集的场景点云数据通过多阶段滤波和聚类分割技术,从复杂的场景中提取出高质量的冒口点云;其次,基于PCA与3D-SIFT特征融合提取冒口点云的特征属性,降低Super4PCS粗配准的搜索复杂度,缩短配准时间;最后,采用点到面的ICP算法进行精配准,运用所提出的方法对典型形状冒口点云进行配准实验,与传统配准算法相比,配准时间和均方根误差分别平均降低78.53%和64.93%,结果表明PCA-SIFTS4算法对于环境复杂、数据量大、特征不明显的冒口点云具有较好的实时性和精确性。 展开更多

关键词 铸件冒口 点云配准 3D-SIFT Super4pcs

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基于分层穿插多视角点云配准算法研究 被引量：1

15

作者 周文亚 马行 +1 位作者 穆春阳 胡冲 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第8期28-32,共5页

为解决毛胚铸件三维重建因多视角配准过程中引起的累积误差大、配准精度差以及配准效率低的问题,提出了一种分层穿插多视角点云配准算法。首先,利用工业相机对铸件物体获取不同视角下的点云信息进行预处理;其次,通过邻域法向量夹角特性... 为解决毛胚铸件三维重建因多视角配准过程中引起的累积误差大、配准精度差以及配准效率低的问题,提出了一种分层穿插多视角点云配准算法。首先,利用工业相机对铸件物体获取不同视角下的点云信息进行预处理;其次,通过邻域法向量夹角特性提取特征点,并对其进行FPFH特征点描述,对每层相邻点云用改进的4PCS算法进行粗配准,获得良好的初始位置,再利用KD-tree加速搜索的广义迭代最近点GICP算法进行精配准;最后,利用分层穿插多视角配准策略拼接成完整的点云。实验结果表明,提出的配准方法相对于SAC-IA+ICP算法、4PCS+ICP算法、Super-4PCS+ICP算法,配准时间分别降低了96.5%、96.1%、88.3%,配准精度分别提高了79.5%、71.5%、55.1%。此算法配准质量不仅优于顺序多视角配准的质量,而且在鲁棒性和精确配准方面有明显优势,对后续三维重建提供了一种高效的方法。 展开更多

关键词 三维点云配准 多视角拼接 邻域特征点提取 4pcs

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快速四点一致性点云粗配准算法 被引量：13

16

作者 刘世光 王海荣 刘锦 《山东大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-7,共7页

为了解决四点全等集合(4-points congruent sets, 4PCS)在两片点云重叠率较低的情况下算法耗时长且配准容易失败的问题,提出快速四点一致性集合(fast 4-points congruent sets, F-4PCS)解决点云配准问题。给出一种新的选择四点基的方法... 为了解决四点全等集合(4-points congruent sets, 4PCS)在两片点云重叠率较低的情况下算法耗时长且配准容易失败的问题,提出快速四点一致性集合(fast 4-points congruent sets, F-4PCS)解决点云配准问题。给出一种新的选择四点基的方法,给定源点云和目标点云,分别提取出它们的边界,将边界扩展为边界特征带,在边界特征带中选取具有一致性的四点基集合,从而避免一些不必要的迭代。通过对四点基的特征限制,去除无效的四点基,减少算法的验证时间,提高计算效率。在相关数据集上的试验表明,在点云重叠率较低等情况下F-4PCS方法比4PCS方法更加高效且配准成功率较高。 展开更多

关键词 点云 配准 特征 四点基 4pcs F-4pcs

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基于酞菁敏化CuCo_(2)O_(4)的光电化学传感器选择性检测L-半胱氨酸

17

作者 岑亚来 诸葛文凤 +2 位作者 彭金云 黄青 何诗诗 《分析试验室》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期553-558,共6页

通过水热法制备了具有3D形貌的CuCo_(2)O_(4)微米花,基于酞菁(Pc)敏化CuCo_(2)O_(4)修饰氧化铟锡(ITO)玻璃电极(Pc/CuCo_(2)O_(4)/ITO),建立了一种L-半胱氨酸(L-Cys)光电化学传感器。研究表明,Pc/CuCo_(2)O_(4)复合材料具有良好的光电... 通过水热法制备了具有3D形貌的CuCo_(2)O_(4)微米花,基于酞菁(Pc)敏化CuCo_(2)O_(4)修饰氧化铟锡(ITO)玻璃电极(Pc/CuCo_(2)O_(4)/ITO),建立了一种L-半胱氨酸(L-Cys)光电化学传感器。研究表明,Pc/CuCo_(2)O_(4)复合材料具有良好的光电化学活性,其光电流是纯CuCo_(2)O_(4)的15倍、 Pc的18倍。以红光作为激发源,在偏置电压-0.05 V,电解液pH 4.0条件下,在0.25~15.0μmol/L范围内,光电流与L-Cys浓度呈线性相关,检出限为0.0296μmol/L。在其他氨基酸、制剂辅料和常见无机离子存在下,Pc/CuCo_(2)O_(4)/ITO检测L-Cys具有良好的专属性。该传感器已成功用于L-半胱氨酸胶囊的含量测定。 展开更多

关键词 光电化学传感 Pc/CuCo_(2)O_(4) L-半胱氨酸

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基于三维激光扫描仪的无序工件精准定位 被引量：7

18

作者 黄磊 朱秀敏 +1 位作者 石雨婷 曹恒宣 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1026-1032,共7页

为了获取生产线上无序且被遮挡的工件的准确位姿,为后续机械臂对工件特定部位的抓取提供支持,本文使用高精度三维激光扫描仪扫描生产线上无序摆放的工件,然后对原始点云先后采用Voxel-Grid降采样、平面分割和DBSCAN聚类,分割出单个工件... 为了获取生产线上无序且被遮挡的工件的准确位姿,为后续机械臂对工件特定部位的抓取提供支持,本文使用高精度三维激光扫描仪扫描生产线上无序摆放的工件,然后对原始点云先后采用Voxel-Grid降采样、平面分割和DBSCAN聚类,分割出单个工件点云,再用K-4PCS粗配准和kd-tree加速的GICP精配准方法,将工件实际点云与标准的点云模板(由工件的机械设计图转化而来)进行配准,最终得到了两者之间精确的位姿变换矩阵,进而获得工件摆放的准确位姿。为了验证论文提出方法的有效性,对生产线上3组形状不同工件的摆放位姿进行了测试。结果表明,该方法对于不同形状的工件摆放位姿都有很好的求解精度(误差≤3 mm)。 展开更多

关键词 工件位姿确定 平面分割 DBSCAN K-4pcs GICP

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基于局部特征的四点一致集配准算法研究 被引量：2

19

作者 吉长东 刘亚南 廖世愉 《测绘与空间地理信息》 2020年第5期7-10,共4页

针对四点一致集点云配准算法的速度慢等问题,本文提出一种局部特征四点一致集算法。利用体素滤波器进行下采样,选取局部特征点;原点云和特征点进行快速点特征直方图对比,得到相似的特征;最后在特征点集上采用四点一致集算法,并与4PCS算... 针对四点一致集点云配准算法的速度慢等问题,本文提出一种局部特征四点一致集算法。利用体素滤波器进行下采样,选取局部特征点;原点云和特征点进行快速点特征直方图对比,得到相似的特征;最后在特征点集上采用四点一致集算法,并与4PCS算法进行比较。选取3组点云数据进行分析,实验结果表明,基于特征点集的4PCS算法要优于4PCS算法,在运算速度和精度上有了提高。 展开更多

关键词 4pcs 配准 点云数据 特征点

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基于点云边界质心的粗配准方法 被引量：4

20

作者 陆尚鸿 李文国 《电子科技》 2022年第4期53-59,66,共8页

点云配准的质量直接影响着三维重建的质量。针对传统K-4PCS耗时长且易出现错误匹配等问题,文中提出一种基于边界质心的点云粗配准方法。通过对点云进行边界提取,既保留点云外表特征,又减少了点云数据的大小,提高了粗配准速度。为了加快... 点云配准的质量直接影响着三维重建的质量。针对传统K-4PCS耗时长且易出现错误匹配等问题,文中提出一种基于边界质心的点云粗配准方法。通过对点云进行边界提取,既保留点云外表特征,又减少了点云数据的大小,提高了粗配准速度。为了加快边界点的提取速度,使用K-D tree算法完成对k近邻点的搜索。通过配准边界点的质心,减少点云初始距离并增加重叠度,保证了粗配准的精度。实验结果证明,文中方法在粗配准速度和精度方面都优于传统K-4PCS算法,其速度约为传统K-4PCS算法的2倍,平移和旋转精度也比传统K-4PCS高了40%以上。文中所提方法对提高点云粗配准的速度和精度具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 点云配准 粗配准 快速配准 边界提取 k近邻点 边界质心 K-4pcs K-D tree

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