摘要：

基于高重叠度视角, 提出了一种在集装箱码头针对锁销模型快速建立的三维点云拼接方法. 实验使用Azure Kinect深度相机采集场景点云, 并对点云进行预处理, 得到目标点云. 对于视角略微不同的锁销, 在采用采样一致性初始配准算法 (sample consensus initial algorithm, SAC-IA) 的基础上, 利用经典的迭代最近点 (iterative closest point, ICP)算法进行配准, 确定2片点云的重叠位置关系. 在总体拼接过程中, 用锁销在相机 z 方向投影的包围盒面积的相对大小, 来估计锁销的大体形状; 然后通过对比相邻视角该面积的差值, 选取数量合适的、重叠度较大的点云视角, 保证配准的正确率并减少耗时. 实验结果表明, 该方法对锁销的配准误差较低, 可以较快速地建立适用于类型匹配的工件模型.

Abstract:

In this paper, we propose a method for fast splicing of three-dimensional point clouds based on the lock pin model on a container terminal using high overlapping views. This experiment first uses an Azure Kinect depth camera to collect scene point clouds, and subsequently preprocesses the point cloud. The target point cloud is thus obtained. For lock pins with slightly different views, the sample consensus initial algorithm (SAC-IA) is used on the basis of the classic iterative closest point (ICP) algorithm to determine the overlapping position relationship of the two point clouds. In the overall splicing process, the relative size of the bounding box area projected by the lock pin in the z -direction of the camera is adopted to estimate the general shape of the lock pin; the relative size of the bounding box area is also used to select an appropriate number of point cloud views with high overlap in order to ensure the accuracy of registration and reduce processing time by comparing the difference between the area of adjacent views. The experimental results show that the proposed method has a lower relative registration error for the lock pin, and can quickly establish a workpiece model suitable for type matching.

Key words: 3D point cloud, sample consensus initial algorithm (SAC-IA), iterative closest point (ICP) algorithm 鲁晓秋, 蔡阳, 陈佳俊, 周樨, 周雪茗, 唐赟喆, 黄定江. 基于基尔霍夫定律和布尔方程的故障定位算法 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2023, 2023(2): 143-154. 张洋, 赖叶静, 黄定江. 基于残差网络的配电柜设备元件状态识别 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2023, 2023(2): 132-142. 黄子寅, 吴苑斌. 基于影响函数的远程监督关系抽取 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(6): 79-86. 何伟, 童卫青. 非规则圆柱面壁画的高分辨率全景图像生成法 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(6): 102-122. 王明, 李特, 黄定江. 基于多维特征表示的文本语义匹配 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(5): 126-135. 李继洲, 林欣. 基于递归结构的神经网络架构搜索算法 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(4): 31-42. 赵晓臻, 童卫青, 刘咏梅. 一种面向服装样板图分类的图卷积神经网络 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(4): 56-66. 陆书成, 高岩, 王长波. 面向野外战场环境的道路建模仿真技术 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(4): 79-94. 王泽杰, 沈超敏, 赵春, 刘新妹, 陈杰. 融合人体姿态估计和目标检测的学生课堂行为识别 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(2): 55-66. 杨勤民, 江志松. 大学数学作业自动批改系统的设计与实践 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2022, 2022(2): 76-83. 张国芳, 温丽丽, 吴蒙, 刘通宇, 郑宽昀, 黄福兴, 袁培森. 基于鲁棒性随机分割森林算法的变压器损耗异常值检测 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2021, 2021(6): 135-146. 章昕烨, 童卫青, 李海晟. 平面壁画高分辨率图像的快速特征匹配方法 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2021, 2021(6): 65-80. 黄冬晴, 俞黎阳, 陈珏, 魏同权. 面向移动边缘计算的联合计算卸载和资源分配策略研究 [J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2021, 2021(6): 88-99.