3D点云点特征直方图计算方法研究(3)_毕业论文

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3D点云点特征直方图计算方法研究(3)


2.1.1  算法
PFH算法开始时,先输入数据,其中包含了3D{x,y,z}点坐标。其次,定义一个半径r,以r为半径的球体即为p的k近邻。然后采用主成分分析法(PCA)来分析每个点的p的表面法线。一旦法线得出并且正确重定向(见[19]适用于连续法线定向传播的一般算法),p的直方图会用在[17]提出的四个几何特征计算出。
2.1.2估计表面法线
首先计算表面法线,尽管有许多不同的法线估计方法,本文中使用的是其中最简单的一个。该方法是,计算表面一个点的法线,可以将它看做是一个近似于估计相切面法线的问题,也就是说,这是一个包含最小二乘法问题的平面拟合问题。然后我们用PCA(主成分分析法),也就是作出一个查询点近邻点的协方差矩阵,于是我们得出每一个点Pi就有一个如下的协方差矩阵C:
 } (1)
      在这个公式中,k是点 邻近点的数目, 表示最近邻元素的三文质心, 是协方差矩阵的第j 个特征值,  是第j个特征向量。
     估计法线的步骤如下:
(1)    对样本点进行邻近元素查询搜索确定查询点的k邻域
(2)    估计样本邻近点的三文坐标
(3)    利用以上公式C计算样本的近邻点的协方差矩阵
(4)    分析协方差的特征向量,并且将最大的特征值对应的特征向量作为样本的估计法线。 (责任编辑:qin)