基于相似四棱柱的单树点云无标志自动配准方法
计算机视觉与模式识别
2024-11-21 v1
摘要
近年来，陆地激光扫描技术广泛用于收集树木点云数据，辅助测量胸径、生物量及其他林业调查数据。由于单次扫描仅从一个角度获取数据，必须对多个扫描进行配准和融合以获得完整的树木点云数据。本文提出了一种基于相似四棱柱的单树点云无标志自动配准方法。首先，使用来自同一树木两个扫描的点云生成树木骨架，并从这些骨架构建关键点集。随后依据相似性原理对四棱柱进行筛选和匹配，选取这两个匹配四棱柱的顶点作为匹配点对，从而完成点云的粗配准。随后应用ICP方法对粗配准后的叶点云进行配准，以获得精细配准参数，完成两个树木点云的精准配准。实验使用来自八棵不同物种、形状各异的树木的陆地激光扫描数据进行测试。使用RMSE和Hausdorff距离评估了所提方法，与传统ICP和NDT方法进行比较。实验结果表明，所提方法在配准精度方面显著优于ICP和NDT，分别快了约593倍和113倍。在总结方面，所提方法在单树点云配准中表现出良好的鲁棒性，相较于传统ICP和NDT方法在配准精度和速度方面具有显著优势，表明其在实际配准场景中具有广泛的应用前景。
引用
@article{arxiv.2411.13069,
title = {Automatic marker-free registration based on similar tetrahedras for single-tree point clouds},
author = {Jing Ren and Pei Wang and Hanlong Li and Yuhan Wu and Yuhang Gao and Wenxin Chen and Mingtai Zhang and Lingyun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13069},
year = {2024}
}
备注
remote sensing; terrestrial lidar; multi-scan cloud registration