基于快速点特征直方图的树木点云配准

摘要：

随着农林业智能化与信息化发展,树木三维重建技术成为国内外研究的热点.为获取具有颜色信息的树木三维点云,需配准不同视角下的彩色点云数据,为果树三维重建提供基础数据.为此采用仿真树模拟果树,提出一种基于快速点特征直方图(FPFH)的树小点云配准方法,通过添加标定物增加具有稳定FPFH特征的点云个数,从而提高点对配准精度.首先,采用第二代Kinect相机获取树木多个视角的RGB图像和深度图像,通过数据融合、背景去除、滤波等预处理步骤,得到待配准的树木彩色点云数据.然后,使用采样一致性初始配准算法(SAC-IA)根据FPFH特征寻找不同视角下的匹配点对,求取近似变换矩阵.最后,采用最近点迭代算法(ICP)优化初始配准结果.此外,探讨Kinect采集距离、高度、视角差对配准精度的影响,确定最佳的数据采集方式:相机到树木中心的距离为2 m,相机高度为10 cm,每次扫描间隔45°.试验结果表明:设置标定物可以获取鉴别力更强的FPFH特征,提高配准精度,最终配准误差小于1.9 cm.

关键词：树木点云配准;快速点特征直方图;Kinect相机;采样一致性初始配准;最近点迭代

所属期刊栏目：43

分类号：TP391;S24(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省农业科技自主创新资金CX181007

在线出版日期：2022-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：155-162