融合顏色與幾何信息的點(diǎn)云配準(zhǔn)

陸軍，劉霜，喬鵬飛，魯林超

（哈爾濱工程大學(xué) 智能科學(xué)與工程學(xué)院, 黑龍江, 哈爾濱 150001）

點(diǎn)云配準(zhǔn)是一種重要的三維圖像生成技術(shù)，是逆向工程、三維重建等工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1-4].三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)按照點(diǎn)云配準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以將其分為兩個(gè)部分：初始配準(zhǔn)（粗配準(zhǔn)）和精確配準(zhǔn).常用的初始配準(zhǔn)算法包括兩類，包括CHEN 等[5]提出的數(shù)據(jù)對(duì)齊剛性約束窮舉搜索、BUCH 等[6]提出的隨機(jī)采樣一致性這類基于RANSAC 的配準(zhǔn)算法，以及另外一類基于局部特征的配準(zhǔn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，如JOHNSON 等[7-8]設(shè)計(jì)的經(jīng)典Spin Image 配準(zhǔn)，RUSU 等[9]設(shè)計(jì)的點(diǎn)特征直方圖配準(zhǔn)，還有RUSU 等優(yōu)化PFH 得到的FPFH[10]，降低計(jì)算量的同時(shí)卻又保障了準(zhǔn)確性.由于KINECT 等[11]能夠收集目標(biāo)顏色以及深度信息的掃描設(shè)備的出現(xiàn)，點(diǎn)云配準(zhǔn)得到更多的優(yōu)化，不斷出現(xiàn)基于RGB 顏色信息以及深度信息的配準(zhǔn)算法.MA 等[12]使用RGB 圖像檢測(cè)局部關(guān)鍵點(diǎn)避免了局部迭代的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法.SHOT 描述符是一種穩(wěn)定而且精度高的配準(zhǔn)算法.TOMBARI 等[13]將點(diǎn)云的顏色信息加入SHOT 描述符中，設(shè)計(jì)了CSHOT描述符.顏色信息的加入雖然提高算法配準(zhǔn)精度，但卻會(huì)導(dǎo)致描述符的計(jì)算更加復(fù)雜、維度增高以及配準(zhǔn)的時(shí)長(zhǎng)變長(zhǎng).

點(diǎn)云的精確配準(zhǔn)算法大部分都采取迭代進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn).精配準(zhǔn)算法大都采取BESL 等[14]設(shè)計(jì)出的迭代最近點(diǎn)算法的原理，基于此的算法大都只利用了點(diǎn)云數(shù)據(jù)空間狀況.伴隨點(diǎn)云掃描器械不斷發(fā)展，融合點(diǎn)云顏色信息的精配準(zhǔn)算法開(kāi)始出現(xiàn).如SERVOS 等[15]提出了multi-channel generalized-ICP 算法；……