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面向医疗导航定位系统的点云快速配准方法
1
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。
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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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职称材料
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
2
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。
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关键词
Super_4PCS算法
ICP算法
KDTree
点云轮廓
点云配准
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职称材料
题名
面向医疗导航定位系统的点云快速配准方法
1
作者
王运梦
崔龙
刘钊铭
张峰
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第9期96-100,共5页
基金
智能微型仿昆虫跃翔机器人关键技术研究—国家自然科学基金(U2013208)
面向复杂危险场景精准作业的人机协同控制与跨域实时优化—国家自然科学基金(92067205)。
文摘
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。
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
Keywords
Point Cloud Registration
Medical Navigation and Positioning
ICP
algorithm
4 PCS
algorithm
3D-SIFTKeyPointExtraction
NDI
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
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
2
作者
夏军勇
高睿杰
钟飞
机构
湖北工业大学机械工程学院
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1333-1338,共6页
基金
武汉市科技成果转化专项项目(No.2020030603012342)资助。
文摘
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。
关键词
Super_4PCS算法
ICP算法
KDTree
点云轮廓
点云配准
Keywords
super_4pcs algorithm
ICP
algorithm
KDTree
point cloud contour
point cloud alignment
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向医疗导航定位系统的点云快速配准方法
王运梦
崔龙
刘钊铭
张峰
《机械设计与制造》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于KDTree改进的Super 4PCS+ICP算法在点云配准中的应用研究
夏军勇
高睿杰
钟飞
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2023
14
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