行星环境中基于曲波特征的三维扫描配准
计算机视觉与模式识别
2015-09-24 v1 机器人学
摘要
行星环境中的地形测绘依赖于精确的三维扫描配准方法。然而，大多数依赖诸如 FPFH 和 Harris-3D 等特征的全局配准算法在此类场景中配准精度较差，原因在于类火星地形的结构不良以及分辨率多变、被遮挡的稀疏距离数据，这些数据在没有环境先验知识的情况下难以配准。本文提出一种利用曲波变换的替代性三维扫描配准方法，该变换执行多分辨率几何分析以获得一组由尺度（从最粗到最细）、角度和空间位置索引的系数。在曲波域中检测特征以利用该变换的方向选择性。通过计算每个特征的图像梯度的 3D 空间直方图得到描述子，并采用基于最近邻的匹配来计算特征对应关系。利用随机采样一致性（Random Sample Consensus）进行对应拒绝以识别内点，并基于局部最优的奇异值分解（SVD）估计刚体变换，从而在度量空间中根据重投影的对应关系对齐激光扫描。在公开可用的行星模拟室内设施数据集，以及 Neptec Design Group 的 IVIGMS 3D 激光测距仪在室外 CSA Mars 试验场获取的模拟和真实扫描上的实验结果表明，在具有挑战性的稀疏类火星地形中性能优于现有方法。
引用
@article{arxiv.1509.07075,
title = {3D Scan Registration using Curvelet Features in Planetary Environments},
author = {Siddhant Ahuja and Peter Iles and Steven L. Waslander},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07075},
year = {2015}
}
备注
27 pages in Journal of Field Robotics, 2015