有关点云刚体变换的操作(这个就不介绍了);


基于PCA的点云的形状参数获取:

将点云整体看作一个椭球体,利用PCA分解获取椭球体的3个轴的方向;

这样有什么应用?

 

  • 排列成直线的点云方向获取:最长轴方向
  •  点云排列成平面时,计算平面法向量:最短轴方向

       3D感知(3D特征提取)

计算方法:

1. 计算“协方差矩阵”      
3D感知(3D特征提取)

3D感知(3D特征提取)

在面对这么多点云,可能有的点云的是噪点,那么这就涉及到权重了,那么什么时候考虑权重呢?

  • 不同位置点误差不同,可信度不同

(比如:对远距离物体,或者低反光物体测距准确度下降)

  •  对整个点云的局部形状进行计算

(比如M计算曲面上某点局部的法向量方向,以该点为中心,距离它越远的点
对形状的“贡献”越小)
 

改进措施如下:

3D感知(3D特征提取)


点云形状拟合——直线拟合(PCA)
上面介绍的PCA的应用,这边具体介绍下。

直线的参数模型:

3D感知(3D特征提取)

 计算方法:

3D感知(3D特征提取)

点云形状拟合——平面拟合(PCA)

参数模型:

3D感知(3D特征提取)

计算方法:

3D感知(3D特征提取)

然后平面拟合和有一种利用最小二乘拟合求解的方式,就不说了。

平面参数计算——矢量叉乘

利用的是,向量叉乘的原理:

3D感知(3D特征提取)

这里如果使用叉乘求解法向量,对于点云的排序,需要以传感器图像的限速顺列点云

形成了一个cols*rows*3的数组。

3D感知(3D特征提取)

 

最后得到归一化的坐标。

如果有噪声,还要提前进行滤波。

还有就是最常见的一种:噪声条件下,用KNN加PCA检测平面法向量

3D感知(3D特征提取)


点云形状拟合——多项式曲面参数拟合(LS)
 

由于自己写过相关的论文,所以这边的细节就不多说了。

3D感知(3D特征提取)

 这里需要知道怎么求解就可以,一个是使用SVD分解,一个是特征值分解。

对应球面拟合

3D感知(3D特征提取)

 

 还有一个圆环检测,这个首先需要知道,怎么求解点到直线的投影,以及点到平面的投影,投影的过程实际上是,寻找最短距离的过程

3D感知(3D特征提取)

 

 3D感知(3D特征提取)

 3D感知(3D特征提取)

3D感知(3D特征提取)


 

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