局部形状特征概率混合的半自动三维点云分类
本文选题:点云分类 + 局部形状推断 ; 参考:《浙江大学学报(理学版)》2017年01期
【摘要】:三维激光扫描获取的点云数据可用于数字城市建设、三维模型获取、场景分析与物体测量等领域.但因遮挡和噪声的影响,加之扫描场景复杂,采样精度受限,使得不能直接运用经典的曲面和三维空间理论对点云数据进行有效分析和处理.分类是点云数据预处理的重要方式之一.提取近邻四面体体积、近邻法向量差异度、主方向差异度和主曲率值4个局部形状特征,采用概率混合策略构建了一种点云数据的半自动分类方法,可实现平面点集、柱面点集和其他点集的有效区分.其中,概率混合策略是依据近邻点平均距离和单指标类别一致程度估计每个特征推断形状的概率,通过混合加权,依据概率赋权函数最大值准则进行局部形状推断.可实现用户交互,以便处理不同扫描尺度和精度的点云数据.采用本文方法对模拟生成的点云、单棵树木点云、街道场景点云、旷野自然场景扫描点云以及航空机载扫描点云等多组数据进行了实验,结果表明,基于局部形状特征的概率混合方法对各种点云数据均具有良好的分类效果.
[Abstract]:The point cloud data obtained by 3D laser scanning can be used in the fields of digital city construction, 3D model acquisition, scene analysis and object measurement. However, due to the influence of occlusion and noise, combined with the complexity of scanning scene and limited sampling accuracy, the classical surface and three-dimensional space theory can not be directly used to effectively analyze and process point cloud data. Classification is one of the important methods of point cloud data preprocessing. Four local shape features, namely, nearest neighbor tetrahedron volume, nearest neighbor normal vector difference, principal direction difference and principal curvature value, are extracted. A semi-automatic classification method for point cloud data is constructed by using probability mixing strategy, which can realize the planar point set. The efficient distinction between cylindrical point sets and other point sets. The probability mixing strategy is to estimate the probability of each feature inferring shape according to the average distance of the nearest neighbor point and the consistency degree of the single index class, and to infer the local shape according to the maximum value criterion of the probability weighting function by mixing the weights. User interaction can be implemented to process point cloud data with different scanning scales and accuracy. In this paper, the simulated data of point cloud, single tree point cloud, street scene point cloud, field natural scene scanning point cloud and airborne scanning point cloud are tested. The results show that, The probabilistic mixing method based on local shape features has a good classification effect on all kinds of point cloud data.
【作者单位】: 北京林业大学理学院;中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61372190,61372168,61572502,61571439) 国家863计划课题项目(2015AA016402)
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王洪君,任秀丽;基于对象形状特征的图象检索[J];松辽学刊(自然科学版);2001年03期
2 高飞;形状特征的表示[J];计算机辅助工程;1995年02期
3 王春河,张铁昌;面向集成化的形状特征分类与表示[J];航空学报;1996年02期
4 王春河,周济,张新访,张铁昌;凸起形状特征在集成过程中的处理技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;1996年04期
5 张炜,杜晓荣,张蕊;形状特征的显示表达框架的构造[J];微机发展;1998年06期
6 贺双拾;辛玉林;倪友平;陈曾平;;基于灰度图形状特征的低分辨雷达架次判别[J];雷达科学与技术;2008年01期
7 廖凯宁;李志强;孙静;;基于形状特征描述算子的3D模型检索[J];计算机工程;2010年12期
8 高飞,叶尚辉;形状特征的定义[J];计算机辅助工程;1994年01期
9 曹尚稳;两类形状特征的语义差及其操作互换性[J];系统工程与电子技术;1999年07期
10 赵书莲;宿晓华;;基于概念的形状分类与识别[J];电脑知识与技术;2009年06期
相关会议论文 前6条
1 张世学;吴恩华;;基于形状特征与变形保持的动态模型简化[A];中国计算机图形学进展2008--第七届中国计算机图形学大会论文集[C];2008年
2 高剂斌;李裕梅;;基于复杂网络的图像形状特征提取及多特征融合方案探究[A];中国系统工程学会第十八届学术年会论文集——A12系统科学与系统工程理论在各个领域中的应用研究[C];2014年
3 胡帆;廖斌;薛巧平;;基于轮廓的形状特征提取方法[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
4 路阳;董宏丽;;基于MATLAB实现水稻颗粒图像形状特征分析[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
5 李连;朱爱红;;基于形状的图像检索技术研究[A];’2004计算机应用技术交流会议论文集[C];2004年
6 甘俊英;赵向阳;张有为;;视觉语言特征—灰度轮廓权向量差分形状特征[A];图像 仿真 信息技术——第二届联合学术会议论文集[C];2002年
相关重要报纸文章 前2条
1 程春;画面清新自然 寓意美好吉祥[N];中国集邮报;2014年
2 党耀武;给你一双“慧眼” 判读高空侦察照片[N];中国国防报;2002年
相关博士学位论文 前10条
1 赵伟;自由形状特征的重用与抑制[D];浙江大学;2008年
2 王青;反求工程中基于变形的自由形状特征重构[D];浙江大学;2006年
3 陈飞;基于形状先验的同时分割与识别研究[D];浙江大学;2013年
4 柴伦绍;具有形变鲁棒性的形状特征研究及其在检索中的应用[D];北京邮电大学;2014年
5 桂江生;二维水果形状检测与分类算法研究[D];浙江大学;2007年
6 贾棋;形状不变特征提取及应用研究[D];大连理工大学;2014年
7 罗磊;形状分解和基于机器学习的图像检索技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
8 王军伟;融合全局与局部信息的形状轮廓特征分析与匹配[D];华中科技大学;2012年
9 陈国栋;面向机器人的物体形状及姿态识别研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 王淳;形状的部分结构解析和识别[D];华中科技大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 王松鹤;2D形状中分支结构的检测[D];大连海事大学;2015年
2 周斌;基于图像形状特征量的计算机辅助肝硬化检测研究[D];广西大学;2015年
3 张倩;基于支持向量机的多特征交通标志识别的研究与实现[D];东北大学;2014年
4 李龙卓;基于形状特征的图像检索技术研究[D];青岛科技大学;2015年
5 江静宇;非刚体三维残缺模型的形状分类算法研究[D];北京交通大学;2016年
6 王璐;三维耳廓点云形状特征提取及匹配[D];辽宁师范大学;2015年
7 刘春爽;基于植物叶形状和叶脉的植物叶自动分类研究[D];浙江理工大学;2016年
8 郑培甜;边缘与形状特征信息在图像分割中的应用研究[D];西安邮电大学;2016年
9 顾华;基于形状特征的人脸分类研究[D];清华大学;2004年
10 李国琳;傅立叶描绘子对形状进行识别与检索[D];吉林大学;2005年
,本文编号:1811741
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1811741.html