基于区域选择和特征点匹配的图像配准算法

提出了一种新的基于圆形区域和Harris角点检测的图像配准算法.该方法采用Harris算子检测特征点信息,自动选取有效特征点,充分利用圆形区域的旋转不变性和互信息量最大原则进行特征点匹配,避免了传统的图像配准算法计算数据量过大、特征点匹配不准确等问题.仿真结果表明,该方法能在27.8 s内完成配准过程,优于传统的图像配准方法;在旋转角度上有0.07°的误差,但并不影响平移距离的正确配准.     

基于TMS320C6416T平台的特征角点图像配准算法

提出了一种新的图像配准算法,可以较好地解决图像配准中的平移、旋转和缩放问题。算法首先使用SUSAN箅子提取两幅图像的特征角点,然后使用对数极坐标变换和投影相关匹配算法实现特征点匹配。针对算法的特点,设计了以高性能数字信号处理器TMs320C6416T为核心的硬件处理平台。实验结果表明：系统工作稳定,算法配准精度较高。     

一种基于点特征与Freeman链码的红外与微光图像配准算法研究

由于红外与微光图像成像原理的不同,成像特征的巨大差异,研究提出了一种基于点特征与Freeman链码的红外与微光图像配准算法。目的是解决红外与微光图像配准中特征点提取较复杂、特征匹配难的问题;采用优化的Harris角点检测算法进行特征点提取,结合环形灰度区域、RSTC不变矩和Freeman链码对红外与微光图像进行特征点匹配。实验结果表明该算法能够提取出有效的匹配点,能够有效地解决红外与微光图像配准中遇到的视场不统一、旋转、平移问题。     

利用特征点配准和变换参数自动辨识的图像拼接算法

提出了一种不同尺度的图像配准与自适应拼接算法.通过特征点匹配与图像间变换几何参数的自动辨识,实现了不同尺度和旋转图像间的匹配和拼舍.利用尺度不变特征点提取算法(SIFT)提取出待拼接图像的特征点,根据互信息量最大原则实现特征点的匹配,然后通过得到的匹配对的几何信息自动辨识出两幅图像之间的变换参数关系,得到反映图像平移、...     

一种动态特征匹配的部分重叠点云配准方法

点云配准方法能够有效地完成对不同重叠率、不同规模点云间的配准,可确保三维重建模型的精度。针对该问题,提出一种动态特征匹配的部分重叠点云配准方法,首先基于欧氏距离分割法将点云分割为子点云;然后提取子点云特征,考虑到不同点云的规模不同,提取的特征规模也是不同的,提出利用动态时间规整算法(DTW)完成子点云间的映射;最后利用迭代配准算法求取拼接点云间的平移、旋转矩阵,利用该矩阵完成点云间的配准和拼接。实验结果表明,提出的方法能够有效地解决部分重叠点云和不同规模点云的配准问题。     

一种稳健的多源遥感图像特征配准方法

 提出了一种稳健的多源遥感图像特征配准方法.首先引入相位一致性变换来消除图像灰度、对比度差异的影响并提取特征点;然后基于Zernike矩重构互相关函数并通过重构函数最大化实现图像旋转条件下的特征点匹配,同时结合双向最大互相关值匹配策略实现图像的粗略配准;最后,采用迭代修正变换参数算法最终实现多源遥感图像高精度配准.对大量多源图像进行配准实验表明,提出方法对多源遥感图像配准具有较强的适应性且配准精度高.     

基于特征点的红外与可见光图像配准研究

提出了一种基于特征点的红外和可见光图像配准方法。首先根据边缘图像的结构分别提取红外图像特征点和可见光图像特征点,其次根据结合了形状结构和灰度、梯度角信息的配准准则寻找两幅图像的对应特征点,最后利用三对特征点根据刚体变换得到图像的缩放倍率、旋转角度和平移坐标,从而实现两幅图像的配准,并通过实验给予了证明。     

基于激光跟踪定位的多视觉动画特征点匹配方法研究

多视觉动画特征点检测过程中受到视觉扰动影响导致特征匹配性能不好,为了提高多视觉动画特征点匹配能力,提出基于激光跟踪定位的多视觉动画特征点匹配方法。采用空域滤波和频域滤波相结合的方法进行多视觉动画图像滤波处理,采用激光点跟踪识别方法进行多视觉动画图像的帧点扫描,提取多视觉动画图像的边缘轮廓特征量,根据边缘轮廓分布的邻域特性进行多视觉动画信息增强处理,利用锚点邻域回归分析方法进行多视觉动画特征点检测,通过激光跟踪定位结果,实现多视觉动画特征点的自动匹配。仿真结果表明,采用该方法进行多视觉动画特征点匹配的配准率较高,激光跟踪定位精度较高,提高了多视觉动画的特征检测和识别能力。     

基于Harris-SIFT特征匹配的图像自动配准算法研究

为解决目前大多图像配准算法存在匹配精度低、实时性差的问题,本文提出了一种基于区域分块提取特征点的自动配准算法。该算法结合了Harris算子与SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)算子的优点,先用Harris算子快速提取角点作为图像原始特征点,然后利用SIFT算子的特征描述方法对原始特征点进行描述,获得具有尺度不变性的特征点描述符,最后通过欧氏距离确定匹配点对进行图像配准。实验结果表明,该算法保留了Harris算子和SIFT算子的优点,减少了经典SIF算法提取极值点的时间,并且具有良好的鲁棒性、尺度不变性。本文针对200幅图像进行测验,当发生平移、旋转或缩放变换时,两幅图像间的匹配正确率高达95%。结果表明该算法能高效、高精度的实现图像配准。     

基于霍夫变换和相位相关的图像配准方法

本文结合霍夫变换和相位相关技术来处理图像配准问题.根据1D相位相关技术,提出了一种通过搜索角度脊来得到旋转参数的方法;将待处理图像去旋转后,再采用2D相位相关来得到平移参数.本文方法可以充分利用FFT 的高效运算.实验结果表明此方法能准确有效地处理具有旋转和平移的图像配准问题.     

基于几何代数的SVS-NLMS点云配准算法

针对欧氏空间点云配准方法匹配精度低、计算成本大、收敛速度慢等问题,利用几何代数对于高维空间的表达能力,提出一种基于几何代数的点云配准算法。首先,将点云数据转化为几何代数形式,基于几何代数的rotor转子,给出了几何代数空间点云配准的代价函数。其次,结合归一化最小均方算法,将求解rotor转子模拟为信号滤波问题,在几何代数空间基于最速下降法构建rotor转子迭代公式,使每次迭代计算仅使用一对匹配点对而不是全部点对。迭代计算得到的转子可用于任意维度的旋转估计问题,从而将三维点云逐步旋转配准。最后,为进一步解决收敛速度与稳态误差之间的冲突,利用Sigmoid函数给出了一种变步长的rotor转子迭代公式,在加快收敛速度的同时降低稳态误差。采用模型数据集与公共数据集验证所提算法的配准性能,与经典迭代最近点算法相比,模型数据集的配准精度由10?2提升至10?8数量级,公共数据集的配准精度提升35%,所提算法收敛速度更快,配准精度更高,且具有较低的稳态误差。     

自适应局部邻域特征点提取和匹配的点云配准

点云配准是三维重建的关键技术之一。针对点云匹配中迭代最近点算法(ICP)速率低、对初始位置要求高的问题,提出了一种基于自适应局部邻域特征点提取和匹配的点云配准方法。首先根据局部表面变化因子与平均变化因子的大小关系,自适应地提取特征点;其次利用快速点特征直方图（FPFH）综合描述每个特征点的局部信息,结合随机抽样一致性（RANSAC）算法实现粗配准;最后根据得到的初始变换矩阵和基于特征点的ICP算法实现精配准。对斯坦福数据集、含噪声的点云以及场景点云进行配准实验,实验结果表明:所提出的特征点提取算法能高效地提取点云的特征;相比于其他特征点检测方法,所提方法在粗配准中的配准精度和配准速度更高,且抗噪性能更好;与ICP算法相比,基于文中特征点的ICP算法在斯坦福数据集和场景点云中的配准速度提升了约10倍,在含噪声的点云中,能根据所提取的特征点高效地进行配准。该研究为提高三维重建和目标识别的匹配效率提供了一种高效的方法。     

一种多模式融合的激光点云配准算法

针对经典迭代最邻近点(iterative closest point,ICP)算法在三维激光点云配准领域内,存在收敛速度慢、配准误差大、配准效率低的问题,提出了一种基于法向量夹角特征和边界旋转角相融合的改进ICP算法。利用点云区域层划分将点云分成若干独立单元方格,搜寻方格的法向量夹角特征关键点,结合点面曲率对应关系形成初始匹配点对,随后引入距离约束函数,估算边界旋转角和相关动态迭代系数,自动优化刚性变换参数。实验结果表明,与传统ICP算法相比,改进后的算法配准误差降至0.3%以下,配准时间减少50%以上,有效提升点云配准效率。     

一种基于飞行时间相机的点云目标提取方法

基于飞行时间(Time of Flight,TOF)原理的深度相机成像方法不同于二维图像来计算三维信息,而是通过光在空气中的飞行时间,来计算出目标的距离,从而直接获取场景目标的三维点云信息。本文通过研究基于飞行时间红外相机的三维重建技术,设计了一种基于飞行时间红外相机的点云目标提取方法。利用飞行时间相机直接获得场景的三维点云数据,提出一种双阈值空间滤波算法,对点云数据进行空间滤波,并对滤波效果进行了对比评价。在双阈值空间滤波算法的基础上提出了一种改进的基于法向量的随机抽样一致性(RANSAC)算法,实现了对三维点云数据的目标提取,为基于飞行时间相机的场景目标三维重建奠定了基础。     

空间非合作目标点云聚类配准方法

空间非合作目标的相对位姿测量问题成为空间在轨操作任务的重难点,通过对激光雷达获取的目标三维点云进行聚类,得到小规模、特征明显的聚类点云,有效提高了配准效率和精度。针对基于区域生长的聚类算法在对可视点云进行聚类时,特征相似部分无法聚类识别的问题,提出了二维图像优化三维点云聚类的方法。该方法将深度值信息和RGB颜色值建立数学映射关系,点云降维后,利用颜色梯度突变进行边界提取,将边界内的点逆向恢复到原始点云,最后将各个类的点云进行合并,得到易于识别的显著特征点云。实验结果表明,在配准角度误差为±5°的条件下,可有效地缩减点云规模并保留了显著特征,提高ICP配准算法的计算效率,为解决空间非合作目标相对位姿实时测量提供技术支持和解决思路。     

基于语义信息补偿全局特征的物体点云分类分割

3D点云数据处理在物体分割、医学图像分割和虚拟现实等领域起到了重要作用。然而现有3D点云学习网络全局特征提取范围小,难以描述局部高级语义信息,进而导致点云特征表述不完整。针对这些问题,提出一种基于语义信息补偿全局特征的物体点云分类分割网络。首先,将输入的点云数据对齐到规范空间,进行数据的输入转换预处理。然后,利用扩张边缘卷积模块提取转换后数据的每一层特征,并叠加生成全局特征。而在局部特征提取时,利用提取到的低级语义信息来描述高级语义信息和有效几何特征,用于补偿全局特征中遗漏的点云特征。最后,融合全局特征和局部高级语义信息得到点云的整体特征。实验结果表明,文中方法在分类和分割性能上优于目前经典和新颖的算法。     

随机工件的点云场景CAD模型的快速识别与定位

工业机器人精准抓取工件的前提是能够获取到目标工件的位置与位姿的信息。提出一种在三维点云场景对随机摆放目标工件的快速、精准的识别与定位的方法。在复杂点云场景中随机采样并提取关键点组成随机点对表征局部特征,再与由物体CAD模型建立的三维匹配模板进行配准,获得一系列候选位姿。利用表面相似点占比多次优化位姿,确定目标工件最佳位姿。最后利用虚拟相机投影二维视图到图像坐标系直观呈现结果。选择汽车座椅连接件作为验证实验的实验对象,实验结果表明:目标工件平移方向上拟合误差可以达到0.3 mm左右,旋转的拟合误差可以达到0.8°左右,具有较高的稳定与高效性能。     

基于无监督学习的ToF点云目标提取方法

飞行时间(Time of Flight,ToF)三维成像技术在人工智能领域具有重要的应用价值。间接ToF三维成像是通过向目标发射调制的光强信号,再经过目标反射到相位解调图像传感器获得相位差,通过计算获得目标的深度信息。由于间接ToF成像技术会受到背景界面多次反射产生的多路径干扰,因此在复杂环境中目标物体深度测量数据会受到侧面和背景界面的多次反射的回波信号影响,降低边缘处深度测量的精度水平,因此需要对原始点云数据进行目标提取和多路径去除的预处理。本文针对该问题提出一种多界面场景中基于点云矢量的目标提取方法,能够实现复杂多目标的快速提取和多路径强干扰的去除。首先基于kmeans提出一种FVPkmeans算法,完成目标点云数据的全局全矢量提取处理。再基于K NN提出一种迭代滤波算法,实现局部多路径干扰数据的滤除。通过与其它方法的比较研究,该方法能够有效去除TOF点云目标数据的多路径干扰,目标提取性能提高了40,实验表明本文提出的全局点云数据全矢量目标提取和多路径干扰去除算法能够实现对目标点云数据的无监督学习智能提取与滤波要求。     

使用显著性划分的机载激光雷达点云滤波

点云滤波是机载激光雷达点云数据处理的一个关键步骤。针对目前已有算法存在的单一方法在特定地形的点云滤波效果较好，而对于复杂或混合地形滤波效果不理想的现状，提出了一种基于点云网格地面显著性的点云滤波方法。该方法在点云以虚拟网格组织的基础上，使用扫描线高程分割的方式，计算各网格单元的地面显著性指标，依据地面显著性值对网格内的点云进行地形类别划分，对不同类别的网格单元，使用不同的滤波处理手段。该方法与其他经典方法相比，避免了迭代加密过程，在起伏区域使用曲面而非平面来代替局部地形，在不显著增加计算量的情况下，对于复杂和混合地形具有更好的适应性，能够生成可靠性较高的地面点集合。