基于SIFT-3DSC的GICP三维点云配准技术研究

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作者 李卓妍 胡晓峰 +3 位作者 范伟军 郭斌 潘飞文 罗哉 《计量学报》 北大核心 2025年第6期830-838,共9页

提出了一种结合尺度不变特征变换描述子-三维形状上下文特征(3D-SIFT)的广义迭代最近点(GICP)优化配准算法。首先,选取汽车涂胶产线上实际涂胶工件作为实验对象,搭建组合式点云数据采集系统对其进行扫描,得到不同类型的胶体点云数据。然... 提出了一种结合尺度不变特征变换描述子-三维形状上下文特征(3D-SIFT)的广义迭代最近点(GICP)优化配准算法。首先,选取汽车涂胶产线上实际涂胶工件作为实验对象,搭建组合式点云数据采集系统对其进行扫描,得到不同类型的胶体点云数据。然后,对采集到的数据进行平面分割、滤波降噪、体素滤波降采样等预处理,获得点云数量适中且仅包含胶体的点云数据。通过融合3D-SIFT的卡尔曼滤波配准算法进行粗略配准,获得初始变换矩阵。最后,利用GICP算法将断胶、细胶、溢胶3类点云分别与标准点云模型进行精细配准,得到了每组点云之间的精确位姿变换矩阵。为了验证所提方法的有效性,对比了不同方法下的配准效果,并计算均方根误差、统计所用时间。通过对比实验数据,该方法比SAC-IA+ICP算法和SAC-IA+NDT算法在点云配准的精度分别提高了15.3%和18.25%,耗时分别减少了13.31%和49.91%。 展开更多

关键词 视觉检测 gicp优化算法 3D-SIFT 点云配准技术 卡尔曼滤波配准算法

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基于GICP算法的多深度相机点云配准方法研究

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作者 徐大帅 杨宽 +1 位作者 张峻铭 黄璐 《河南科技》 2025年第2期20-23,共4页

【目的】针对深度相机视角有限,难以捕捉复杂场景内的所有细节这一问题,提出一种基于GICP算法实现两台深度相机点云配准方法。【方法】首先,制作一个立方体标定物,并用两台深度相机进行验证实验。其次,通过深度相机采集并融合不同视角... 【目的】针对深度相机视角有限,难以捕捉复杂场景内的所有细节这一问题,提出一种基于GICP算法实现两台深度相机点云配准方法。【方法】首先,制作一个立方体标定物,并用两台深度相机进行验证实验。其次,通过深度相机采集并融合不同视角下物体模型的点云数据,用VoxelGrid滤波器对点云数据进行预处理。最后,使用GICP算法对点云计算最优变换进行配准,实现点云融合。【结果】采集原始点云数据后,计算并比较基于GICP算法、ICP算法的处理结果,从而验证基于GICP算法的有效性。结果显示,相较于传统的ICP算法,GICP算法的运行时间减少,且精度提高18.7%。【结论】基于GICP算法能提升多深度相机的点云融合效果,适合在较大范围的真实场景中应用。 展开更多

关键词 点云配准 深度相机 gicp算法 数据融合

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基于PCA的体素化GICP点云配准算法

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作者 徐浩鸿 付昱凯 崔世界 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期155-159,共5页

为了满足工业中对目标工件进行三维重建的速度和精度,通过分析算法配准过程提出一种基于主成分分析(PCA)和体素化广义迭代最近点(VGICP)的点云配准策略。首先,PCA算法为精配准阶段提供良好的初始位姿,其中在进行主方向矫正时,在保证数... 为了满足工业中对目标工件进行三维重建的速度和精度,通过分析算法配准过程提出一种基于主成分分析(PCA)和体素化广义迭代最近点(VGICP)的点云配准策略。首先,PCA算法为精配准阶段提供良好的初始位姿,其中在进行主方向矫正时,在保证数据整体特征的基础上进行体素下采样来减少由于计算配准误差所消耗的时间,提高计算速度;其次,精配准阶段采用的VGICP算法对高度依赖最近邻搜索的GICP算法进行体素划分,使用多点分布聚合的方法,可以从较少数量的点中稳健地估计体素分布,具有较快的处理速度。基于PCA改进的VGICP算法将配准效率提高60%以上,并且优于常用配准算法,同时保持了良好的配准精度。 展开更多

关键词 体素化广义迭代最近点算法 主成分分析 点云配准 下采样

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基于SGICP的点云尺度估计及配准算法 被引量：4

4

作者 林宝尉 王法胜 孙怡 《计算机应用与软件》 北大核心 2018年第5期202-207,共6页

针对不同尺度的点云配准,提出一种扩展的GICP方法。GICP方法是一种面对面的配准策略,通过计算每次迭代中各变量的导数,快速地实现最优变换矩阵计算。提出的算法是通过增加尺度变量来扩展GICP的功能,并给出详细的尺度变量的推导公式。实... 针对不同尺度的点云配准,提出一种扩展的GICP方法。GICP方法是一种面对面的配准策略,通过计算每次迭代中各变量的导数,快速地实现最优变换矩阵计算。提出的算法是通过增加尺度变量来扩展GICP的功能,并给出详细的尺度变量的推导公式。实验结果证明,该方法可以有效地对室内和室外不同尺度点云进行配准以及尺度估计。 展开更多

关键词 gicp 点云 尺度估计 点云配准

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基于GICP算法的深度相机点云融合方法研究 被引量：1

5

作者 任家豪 岳云霄 《南方农机》 2022年第17期142-144,共3页

深度相机能为机器人提供深度视觉信息,但单个深度相机视角范围小,使得机器人对外部障碍物的感知并不完全。对多深度相机点云进行融合,是扩展机器人视角的重要方法。本研究提出一种基于改进GICP(Generalized ICP)算法实现双深度相机点云... 深度相机能为机器人提供深度视觉信息,但单个深度相机视角范围小,使得机器人对外部障碍物的感知并不完全。对多深度相机点云进行融合,是扩展机器人视角的重要方法。本研究提出一种基于改进GICP(Generalized ICP)算法实现双深度相机点云融合的方法。该算法通过对双相机不同视角采集的点云数据进行匹配,以达到点云融合的目的。针对采集的数据集,对GICP算法添加剔除无效点及体素下采样方法,大大提高了配准速度,最终完成了点云数据的融合。 展开更多

关键词 深度相机 gicp算法 深度点云配准 数据融合

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基于PCA融合优化的GICP点云配准算法

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作者 张勇 《今日自动化》 2023年第8期137-139,共3页

文章提出一种广义迭代最近点(GICP)算法,对三维点云数据进行背景去除、剔除噪声点及体素滤波降采样预处理,计算点云协方差矩阵得到主特征分量,找到两组点云的主轴方向并进行校正,完成点云的初始配准,利用K–D tree搜索临近点并根据初始... 文章提出一种广义迭代最近点(GICP)算法,对三维点云数据进行背景去除、剔除噪声点及体素滤波降采样预处理,计算点云协方差矩阵得到主特征分量,找到两组点云的主轴方向并进行校正,完成点云的初始配准,利用K–D tree搜索临近点并根据初始配准提供的位姿参数对点云进行GICP精配准。实验表明,该算法在配准精度、算法收敛速度及迭代次数上均优于传统ICP算法。 展开更多

关键词 点云配准 ICP PCA配准 gicp

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基于Scan Context回环检测与GICP精匹配改进的SLAM算法

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作者 王奕辉 余捷 +1 位作者 于廷海 戴村供 《福建理工大学学报》 2025年第6期541-549,共9页

为解决同步定位与建图(SLAM)技术在构建点云地图的漂移问题并减少轨迹误差,提出GS-LeGO算法。该算法基于LeGO-LOAM算法的框架,融合扫描上下文优化(Scan Context)与广义迭代最近点(GICP)精匹配。使用Scan Context提取的全局描述符进行循... 为解决同步定位与建图(SLAM)技术在构建点云地图的漂移问题并减少轨迹误差,提出GS-LeGO算法。该算法基于LeGO-LOAM算法的框架,融合扫描上下文优化(Scan Context)与广义迭代最近点(GICP)精匹配。使用Scan Context提取的全局描述符进行循环检测,通过GICP点云配准进行配准,对地图修正得到最终的位姿估计,实现精准回环检测和提高定位精度。使用KITTI数据集的00序列和07序列数据集进行测试。实验结果表明,同LeGO-LOAM算法相比,GS-LeGO算法解决了在急剧转弯时点云地图漂移的问题,回环效果较好,构建的点云地图更为精准,运动轨迹与真实轨迹重合度更高,估计轨迹长度更接近真实轨迹长度。与LeGO-LOAM算法的绝对位姿误差相比,GS-LeGO算法在数据集00中误差平均值减少了24.22%、均方根误差减少了约31.28%;在数据集07中误差平均值减少了43.30%、均方根误差减少了约45.28%。相比于实时激光雷达测程和测绘算法,GS-LeGO算法在数据集00中误差平均值减少了65.10%、均方根误差减少了约68.10%,在数据集07中误差平均值减少了15.38%、均方根误差减少了约13.43%。 展开更多

关键词 激光SLAM 回环检测 点云配准 gicp

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基于改进点云配准算法的堆叠工件位姿估计

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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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基于轮廓点的三维点云配准 被引量：9

9

作者 于微波 钱柏竹 +1 位作者 杨宏韬 何科毅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第12期1-5,共5页

针对三维点云数据在配准中会产生错位、局部最小值等问题,提出一种基于轮廓作为特征点以及广义迭代最近点(generalized iterative closest point,GICP)算法相结合的点云配准方法。首先,基于聚类算法对三维点云数据进行分割处理,引入角... 针对三维点云数据在配准中会产生错位、局部最小值等问题,提出一种基于轮廓作为特征点以及广义迭代最近点(generalized iterative closest point,GICP)算法相结合的点云配准方法。首先,基于聚类算法对三维点云数据进行分割处理,引入角度阈值对分割后的三维点云数据进行轮廓提取,将提取出的轮廓点作为特征点;然后,对提取的特征点计算3D形状上下文特征(3D shape context,3DSC)的描述值,得到点云数据的对应点对;采用几何一致性以及随机采样一致性(RANSAC)消除点云数据匹配过程中的错误匹配点对,从而实现点云数据的初步配准,将初步配准的结果为最优初值,进而通过GICP算法实现精确配准。实验结果显示,比较于SAC-IA+ICP算法、NDT+ICP算法、SAC-IA+NDT算法,配准精度分别提高了50.5%、52.8%、64.4%,配准速度分别提高了58.7%、37.1%、81.4%,满足配准精度的要求。 展开更多

关键词 三维重构 点云配准 轮廓点提取 gicp

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基于Kinect传感器的移动机器人室内三维环境创建 被引量：3

10

作者 刘继忠 吴文虎 +2 位作者 程承 曾成 王光辉 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第6期2134-2139,共6页

针对移动服务机器人需要感知室内工作环境问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维环境创建实用方法。机器人在移动过程中,Kinect传感器实时采集RGB信息和深度信息,将RGB图像信息映射到深度图像信息中,采用联合双边滤波对深度图像... 针对移动服务机器人需要感知室内工作环境问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维环境创建实用方法。机器人在移动过程中,Kinect传感器实时采集RGB信息和深度信息,将RGB图像信息映射到深度图像信息中,采用联合双边滤波对深度图像进行预处理,获得质量比较高的点云数据。对采集到的大量点云数据,采用半径滤波器算法对点云进行精简,剔除离群点,减少点云数量,提高匹配速度。点云配准时,采用NDT算法完成初始配准,从而得到图像帧间粗略的转换关系,并运用GICP算法对采集的多视角点云数据进行精确配准,得到拼接的三维点云场景。实验结果表明:本文方法具有更好的重建效果和更高的效率,可以应用于室内场景三维环境创建。 展开更多

关键词 Kinect传感器 联合双边滤波 NDT gicp 三维环境创建

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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

11

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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基于快速视觉里程计和大回环局部优化模型的改进VSLAM算法 被引量：14

12

作者 李永锋 张国良 +2 位作者 王蜂 汤文俊 姚二亮 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期557-565,共9页

从提高移动机器人视觉同时定位与地图创建(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)过程中的自主定位精度和实时性的角度出发,提出了一种基于快速视觉里程计和大回环局部优化模型的改进VSLAM算法.首先,在对特征点进行不确... 从提高移动机器人视觉同时定位与地图创建(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)过程中的自主定位精度和实时性的角度出发,提出了一种基于快速视觉里程计和大回环局部优化模型的改进VSLAM算法.首先,在对特征点进行不确定性分析的基础上,对color GICP(color supported generalized iterative closest point)误差函数进行改进,采用帧到模型(frame-to-model)方式实现对数据集和模型集的快速配准,并结合卡尔曼滤波和加权方法实现对模型集的更新,提高位姿估计精度;其次,提出一种基于模型到模型(model-tomodel)配准的大回环局部优化模型,并结合g2o图优化方法对位姿估计累积误差进行快速局部优化,从而进一步提高自主定位精度和效率.数据集离线对比实验和实际场景在线实验均表明,本文方法不但有效提高了移动机器人VSLAM过程中的自主定位和建图精度,而且具有较好的实时性. 展开更多

关键词 同步定位与地图创建 视觉里程计 COLOR gicp(color SUPPORTED generalized ITERATIVE closest point) 卡尔曼滤波 g2o(generN graph optimization)

原文传递

机载激光测深数据配准方法比较 被引量：4

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作者 张凡 徐文学 +3 位作者 唐玲 王芳 原峰 张敏 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期678-685,共8页

机载激光测深(Airborne LiDAR Bathymetry,ALB)系统可以快速高效地获取海岛礁及其邻近区域的水上水下一体化数据,但是由于测量区域大部分位于地势变化缓慢的近岸浅水水域,点云密度低、厚度大,配准特征稀少,同名特征提取困难.针对机载激... 机载激光测深(Airborne LiDAR Bathymetry,ALB)系统可以快速高效地获取海岛礁及其邻近区域的水上水下一体化数据,但是由于测量区域大部分位于地势变化缓慢的近岸浅水水域,点云密度低、厚度大,配准特征稀少,同名特征提取困难.针对机载激光测深数据的配准研究工作相对较少.本文以我国南海海域的机载激光测深点云为试验对象,比较基于不同几何特征的ALB点云数据配准方法,通过配准精度指标对快速点特征直方图(Fast Point Feature Histograms,FPFH)、最长公共子序列(Longest Common Subsequence,LCSS)和广义迭代最近邻点(Generalized Iterative Closest Point,GICP)三种配准方法进行评定.试验结果表明,LCSS线序列方法实现ALB点云数据配准方法的可靠性更高,能够克服对应特征匹配过程中信息单一以及噪声问题,提高特征曲线中对应点的稳健估计,增强航带数据配准的鲁棒性,是ALB数据配准的一种有效解决方案. 展开更多

关键词 机载激光测深 点云配准 快速点特征直方图(FPFH) 最长公共子序列(LCSS) 广义迭代最近邻点(gicp)

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基于地理信息云平台的变电站虚实交互技术研究

14

作者 郝蛟 张宗包 邓彬 《机械与电子》 2023年第9期13-17,共5页

将变电站系统与地理信息云平台和虚拟现实交互技术相结合,在地理信息云平台(GICP)上加装基于变电站实景三维重建模型的AR设备以实现虚拟现实展示功能,对地理潮流信息、电力巡检信息和电网潮流等数据进行多视场可视化表达,弥补传统视频... 将变电站系统与地理信息云平台和虚拟现实交互技术相结合,在地理信息云平台(GICP)上加装基于变电站实景三维重建模型的AR设备以实现虚拟现实展示功能,对地理潮流信息、电力巡检信息和电网潮流等数据进行多视场可视化表达,弥补传统视频流方案可视化信息单一的缺陷。便于管理者更加直观、立体、便捷地获取变电站场景的运作实况,提升变电站系统监控和作业效率。 展开更多

关键词 变电站系统 地理信息云平台(gicp) 电力巡检 增强现实(AR)

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眼咽远端型肌病相关眼部病变临床特征分析

15

作者 陈倩 朱雯华 +6 位作者 冯超逸 孙平 奚剑英 顾馨瑜 卢家红 孙兴怀 田国红 《中国眼耳鼻喉科杂志》 2022年第1期25-30,共6页

目的研究国人眼咽远端型肌病(OPDM)相关眼部病变特征,分析不同基因突变类型OPDM眼部受累的差异。方法2021年2~10月经神经内科确诊OPDM患者,所有病例均行详细眼部及各项辅助检查,收集其特征性病变。多模式眼科检查包括最佳矫正视力、眼... 目的研究国人眼咽远端型肌病(OPDM)相关眼部病变特征,分析不同基因突变类型OPDM眼部受累的差异。方法2021年2~10月经神经内科确诊OPDM患者,所有病例均行详细眼部及各项辅助检查,收集其特征性病变。多模式眼科检查包括最佳矫正视力、眼部照相及自发荧光(AF)、光学相干层析成像(OCT)、视网膜电图、多焦视网膜电图等。将病例按照基因检测结果分为OPDM2(GICP1)组、OPDM3(NOTCH2NLC)组及基因型未知组,采用SPSS统计学软件分析各种临床表现及影像学检查异常率在各组间的差异。结果确诊OPDM患者共15例,其中GICP1突变7例,NOTCH2NLC突变5例,已知OPDM相关基因均为阴性3例。平均BCVA在基因型未知组、OPDM2组和OPDM3组分别为0.4±0.3、1.0±0.0和0.6±0.3,组间差异有统计学意义。上睑下垂、眼球运动障碍、眼睑闭合不全发生率3组间差异无统计学意义。3组间眼底AF和黄斑区OCT结构异常比例差异具有统计学意义,OPDM2组无一例见眼底、AF及OCT结构异常,OPDM3组AF及OCT结构异常率为100%,眼底异常率为60%。结论OPDM不同基因型间临床表现存在不同,除广泛眼睑和眼球运动障碍外,OPDM3常伴有不同程度视网膜变性改变,而OPDM2通常并不累及视网膜。 展开更多

关键词 眼咽远端型肌病 gicp1基因 NOTCH2NLC基因 视网膜变性 光学相干层析成像 眼底自发荧光

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