復(fù)雜場(chǎng)景下基于C-SHOT特征的3D物體識(shí)別與位姿估計(jì)
本文選題:三維物體識(shí)別 + 位姿估計(jì); 參考:《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》2017年05期
【摘要】:為了準(zhǔn)確地同時(shí)識(shí)別復(fù)雜點(diǎn)云中的多個(gè)目標(biāo),提出一種基于法矢改進(jìn)點(diǎn)云特征C-SHOT的3D物體識(shí)別方法.首先,在估計(jì)RGB-D數(shù)據(jù)的點(diǎn)云法矢時(shí)將鄰域點(diǎn)距離信息考慮在內(nèi),計(jì)算帶距離權(quán)重的協(xié)方差矩陣得到更精確的點(diǎn)云法矢;其次根據(jù)特征點(diǎn)處法矢與鄰域法矢的夾角余弦構(gòu)造點(diǎn)云形狀直方圖,同時(shí)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)云紋理直方圖并與形狀直方圖融合成C-SHOT描述符;最后對(duì)場(chǎng)景與模板分別提取C-SHOT特征,利用Kd樹快速求得對(duì)應(yīng)對(duì),引入3D霍夫投票機(jī)制,并結(jié)合點(diǎn)云局部坐標(biāo)系克服噪聲遮擋問題完成多目標(biāo)初識(shí)別.基于LM-ICP實(shí)現(xiàn)精確定位及位姿估計(jì),畫出目標(biāo)包圍盒,采用基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫CVLab以及采集實(shí)驗(yàn)室真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性與精確性.
[Abstract]:In order to accurately identify multiple targets in complex point clouds simultaneously, a 3D object recognition method based on normal vector improved point cloud feature C-SHOT is proposed. Firstly, when estimating the normal vector of the point cloud of RGB-D data, the neighborhood distance information is taken into account, and a more accurate point cloud normal vector is obtained by calculating the covariance matrix with distance weight. Secondly, the point cloud shape histogram is constructed according to the angle cosine between the normal vector and the neighborhood normal vector at the feature point, and the point cloud texture histogram is counted and fused with the shape histogram to form the C-SHOT descriptor. Finally, the C-SHOT feature is extracted from the scene and template, respectively. By using KD tree, 3D Hough voting mechanism is introduced, and the local coordinate system of point cloud is used to overcome the problem of noise occlusion to achieve multi-target initial recognition. The accurate location and pose estimation are realized based on LM-ICP, the target bounding box is drawn, the benchmark database CVLab is used and the real data of the laboratory are collected. The results show that the method is effective and accurate.
【作者單位】: 中國民航大學(xué)智能信號(hào)與圖像處理天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(61179045)
【分類號(hào)】:TP391.41
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,本文編號(hào):1825149
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