基于曲率的点云数据配准算法

为了实现不同视角下测得的数据的多视定位,提出一种点云数据配准算法。该算法针对近邻内的点,采用二次曲面逼近的方法来求得每个点的曲率,并根据曲率的Hausdorff距离来寻找有效点集,建立名义上的对应关系,最后用四元组法来求得坐标变换,把数据统一到一个坐标系下。该算法利用曲率的性质准确判断对应点集,解决了任意多视点云的拼合问题,试验结果验证了其有效性和精度。     

散乱点云数据配准算法

提出一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息的散乱点集为处理对象,自动进行点云数据配准的算法．该算法针对待配准的2组点云数据,根据测点及其邻域点估算每个点的曲面法矢,并对法矢方向进行调整,使其指向曲面的同一侧;然后计算各个测点的曲率．根据每个测点的曲率来识别出2组点云数据中可以匹配的点对集合。计算将每一个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换,采用几何哈希方法找出使得最多数量的点对法矢一致的变换,运用该变换将散乱点云作初次配准．以初次配准后的结果作为新的初始位置,将匹配点对集合中的所有点对采用最近点迭代法进行二次配准,从而实现了2组散乱数据的精确配准．应用实例表明,该算法效果良好．     

基于纹理特征的三维点云数据配准算法研究

使用Kinect可以方便地获取物体的纹理图像和三维点云数据。研究一种通过获取纹理图像的特征点进行快速三维点云数据配准的算法．并最终应用到室内环境的三维场芾重建中。实验表明,此算法具有直观、实现简单、运算量小等优点。     

扫描点云的一种自动配准方法

针对无任何预知信息下的扫描点云数据配准问题,通过引入新的匹配点对度量准则和改进最近点迭代算法,提出一种扫描点云数据的自动配准方法.该方法分为初始配准和精细配准2个阶段.初始配准阶段中,在考虑孤立点的曲率相似度的基础上,通过引入一种新的点的邻域曲率相似度度量准则,构造出一个有效的一一对应的初始匹配点对数组;然后根据刚体变...     

基于特征点和改进ICP的三维点云数据配准算法

在光学非接触三维测量中,复杂对象的重构需要多组测量数据的配准。最近点迭代(ICP)算法是三维激光扫描数据处理中点云数据配准的一种经典的数学方法,为了获得更好的配准结果,在ICP算法的基础之上,提出了结合基于特征点的等曲率预配准方法和邻近搜索ICP改进算法的精细配准,自动进行点云数据配准的算法,经对牙齿点云模型实验发现,点云数据量越大,算法的配准速度优势越明显,采用ICP算法的运行时间(194.58 s)远大于本算法的运行时间(89.13 s)。应用实例表明:该算法具有速度快、精度高的特点,算法效果良好。     

基于点云能量计算的半刚性配准算法

针对3D复杂点云模型,提出一种基于能量值的半刚性配准算法。该算法首先对点云进行基于法向量夹角距离的分割处理从而生成多个刚性子点云。通过整数规划法计算子点云间的配准能量从而推测配准的初始3D变换矩阵。基于初始矩阵,点云的最终配准结果由子点云间刚性配准方法 ICP实现。实验结果证明该方法可有效应用于模拟场景以及真实复杂场景的配准应用中。     

基于特征提取的点云自动配准优化研究

针对三维点云自动配准精度不高、鲁棒性不强等问题,提出一种基于判断点云邻域法向量夹角的自动配准算法。该算法首先计算点云中每个点的法向量与邻域点集的法向量夹角的余弦值,然后把邻域各点的余弦值作为该点的属性特征向量,进行特征分类提取特征点,根据几何特征的相似性初步搜索匹配点对,并采用欧式距离约束条件剔除匹配错误的点对;运用最小二乘法计算初始配准参数,再通过改进的迭代最近点（Iterative Closest Point,ICP）算法进行精匹配。实验证明,该算法相对于经典的ICP算法无论收敛速度还是匹配精度上都有提升。     

输电线路螺栓检测的激光点云数据自动化配准研究

输电线路螺栓较小,检测难度较高,易导致螺栓漏检、错误检测,增加故障和安全事故风险。因此,提出一种面向输电线路螺栓检测的激光点云数据自动化配准方法。建立激光点云数据均匀化空间,通过约束格网范围均匀点云数据特征量,完成抽稀化处理;在点云数据集中选取任意目标点,通过调节空间域和频率域高斯核函数大小均衡云数据噪声数值;使用k-means聚类算法对点云数据进行分类;根据点云数据的三维空间坐标,计算目标配准点与源点在不同方向上的坐标值,通过坐标对比完成自动化配准。实验结果表明,所提方法在不同高度、不同距离以及不同方向上的配准准确性较高,且RMSE指标数值最大值为0.3,表明配准值与真实值拟合程度较高,具有较高的配准精准度。     

基于相对几何不变性的点云粗配准算法研究

针对目前点云在大数据量下的自动配准算法计算效率低下,粗配准初值匹配稳定性差,参数难以设置等问题,提出一种基于匹配对间相对几何不变性特点的快速粗配准算法。通过点云邻域特征值筛选一定量的关键点,利用快速点特征直方图（fast point feature histogram,FPFH）描述子初步获取最邻近匹配对;通过点云特征的对称候选寻点策略及两组正确匹配对在源点云与目标点云对应边的2-范数比例不变的特性获取精确的匹配对;利用奇异值分解算法（singular value decomposition,SVD）求解配准目标函数。实验表明,算法策略合理可靠,参数设置相对简易,具有显著的效率及稳定性优势,能够为后续精配准提供稳定精确的初始参数。     

一种区域层次上的自动点云配准算法

针对目前已有的三维点云配准算法直接在全局上进行配准,不能有效地处理重叠比例较低和重叠区域特征不明显的三维点云数据的问题,提出一种区域层次上的自动点云配准算法.首先利用刚体变换的低维性质,把区域作为基本的配准对象,将全局配准分解为多个规模更小的区域配准,通过重叠的区域恢复区域间局部的刚体变换;其次引入可信性和一致性的概念,通过求解一个优化问题从一系列区域配准中得到全局配准;最后用稀疏ICP算法进行精确配准.实验结果表明,该算法在保持对噪声和离群点鲁棒的前提下可以正确配准重叠比例更低的点云,适用范围更广泛.     

佳点集遗传算法

该文借助于遗传算法的理想浓度模型以及由此模型对遗传算法的机理的分析,给出了遗传算法的运行机理发及特点,即遗传算法是一个具有定向制导的随机搜索技术,其定向制导的原则蛎：导向以高适应度模式为祖先的“家族”方向,以此结论为基础,利用数论中的佳点休的理论和方法,对GA算法中的交叉操作进行了重新设计,给出了一个新的GA算法,称之为佳点集遗传算法,最后作者将佳点GA算法应用于求解优化问题、SAT问题、TSP问题和背包问题,并与其它求解SAT算法进行比较,通过模拟比较,可以看出新的算法不但提高了算法的速度和精度,而且避免了其它方法常有的早期收敛的现象,这说明作者对GA算法机理的理解和佳点CA算法可能为GA算法的研究开辟一条新的途径。     

多视点三维数据合并中的定标球球心算法

利用每个数据点的k-近邻点计算其法向量,并以扫描区域中心点的法向量为基准,使所有点的法向量指向球心;然后根据扫描仪的测量精度计算误差范围,以扫描区域中心点法向量的延长端点为中心提取出球面数据点;最后以球面数据点法向量延长端的质心为该定标球的球心．大量真实数据实验表明,文中算法具有较高的精度和较好的稳定性．     

一种基于佳点集遗传算法的QoS组播路由选择方法

QoS组播路由选择是通信网络多点路由优化问题的重要部分,已被证明是NP-complete问题。该文针对目前QoS路由算法中存在的一些问题提出了一种新的算法,其核心是佳点集遗传算法。该算法首先通过预处理简化问题,而后采用遗传算法求解:编码采用Prüfer树结构,变异和交叉概率自适应选择。仿真结果表明,该算法是有效的、稳定的,具有较强的实用性。     

基于遗传算法的蛋白质质谱数据特征选择

针对蛋白质质谱数据在降维、分类及生物标记物识别过程中存在的问题,提出一种基于遗传算法的特征选择方法,介绍几种常用的相关策略,包括基于排列和精英保留的随机通用采样选择策略和基于自适应变肄率的均匀变异策略,给出2个适应度函数——封装器函数与多变元筛选器函数,将它们引入遗传算法中,并进行性能测试与比较。实验结果表明,基于封装器的遗传算法性能优于其他特征选择算法,而基于多变元筛选器的遗传算法性能优于单变元筛选器算法。     

基于混合遗传克隆算法的关联规则挖掘

针对在数据挖掘应用中关联规则挖掘的问题,给出一种基于混合遗传克隆算法的关联规则挖掘方法,该算法将遗传算法和克隆算法优点相结合,通过克隆操作来产生一组新的个体,独立地对所产生的各个体进行变异,交叉操作,同时采用自适应方式动态选取交叉和变异概率,有效地克服了遗传算法容易陷入局部最优的缺点,从而求得问题的最优解。实验结果表明,该方法能高效地解决关联规则挖掘问题。     

基于弦高点和遗传算法的仿射配准

针对复杂场景中目标由于成像畸变、部分遮挡和局部缺失难于识别的难题, 提出了一种新的特征点——弦高点, 将其和遗传算法相结合用于图像的仿射配准. 算法首先给出了弦高点的定义, 并证明了其仿射不变性; 然后,应用遗传算法搜索模型和目标轮廓上两对对应点, 以弦高点作为第三对对应点, 求解最优的仿射变换矩阵; 最后,对遗传算法搜索的结果再进行线性搜索, 提高配准的精度. 本文利用 LTS Hausdorff距离(Least trimmed square Hausdorff distance, LTS-HD) 进行度量, 能有效克服部分遮挡或局部缺失的影响. 由于采用遗传算法, 并只需搜索两对对应点, 配准的速度得到提高. 理论分析和实验结果均表明, 该算法能有效地进行仿射配准, 并能处理部分遮挡或局部缺失.     

一种基于法矢修正的散乱点云数据平滑处理算法

在分析现有滤波方法局限性的基础上,提出了一种基于测量点法矢修正的散乱点云数据平滑处理方法,通过对特征区域和非特征区域采用不同的法矢修正方法,使光顺后的点云不但达到了非常光滑的效果,而且保持了点云的形状和特征。大量实例验证了该算法的可行性。     

一种基于随机化均匀设计点集的遗传算法用于求解MVCP

基于理想浓度模型的机理分析,利用随机化均匀设计的理论和方法,对遗传算法中的交叉操作进行重新设计,并在分析图最小顶点覆盖问题特点的基础上,结合扫描-修正和局部改进策略,给出一个解决图最小顶点覆盖问题的遗传算法,称之为基于随机化均匀设计点集的遗传算法。通过将该算法与简单遗传算法和佳点集遗传算法进行求解图最小顶点覆盖问题的仿真模拟比较,可看出该算法提高求解的质量、速度和精度。