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云匹配算法ICP、PL-ICP、NICP和IMLS-ICP的理解

云匹配算法是为了匹配两帧云数据,从而得到传感器(激光雷达或摄像头)前后的位姿差,即里程数据。匹配算法已经从最初的ICP方法发展出了多种改进的算法。...PP-ICP是点对点的距离作为误差而PL-ICP是采用点到其最近两个连线的距离。下图展示了误差方程的差异。 图片 从上方的(a)中可以看出,激光是对实际环境中曲面的离散采样。...而PL-ICP采用分段线性的方法对实际曲面进行近似,用激光点到最近连线的距离来模拟实际激光点到曲面的距离。可以看出PL-ICP的误差方程更贴近实际情况。...后面迭代计算所需的q_{k}由上一次算法迭代计算得到。 2)为当前激光帧中的每一个,找到其最近的两个j1和j2。 3)去除误差过大的。 4)构建最小化误差方程。...) \cdot n_{i} P_k中离x_i最近的法向量为n_i。

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ICP算法

ICP(Iterative Closest Point),即迭代最近算法,是经典的数据配准算法。...ICP算法采用最小二乘估计计算变换矩阵,原理简单且具有较好的精度,但是由于采用了迭代计算,导致算法计算速度较慢,而且采用ICP进行配准计算时,其对配准点云的初始位置有一定要求,若所选初始位置不合理,则会导致算法陷入局部最优...ICP算法假设两组云之间的对应关系由最近确定,一步步将源点云\(P\)匹配到目标点云\(Q\)。...的最近 \(q_i\) 剔除一些距离较远的对 构建距离误差函数\(E\) 极小化误差函数,如果对应点距离小于给定阈值设置,则算法结束;否则根据计算的旋转平移更新源点云,继续上述步骤。...Algorithm Go-ICP Go-ICP即Globally optimal ICP,提出了在L2误差度量下欧式空间中匹配两组云的全局最优算法

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云匹配介绍与ICP算法

三维匹配的目的就是把相邻扫描的云数据拼接在一起。三维匹配重点关注匹配算法,常用的算法最近迭代算法 ICP和各种全局匹配算法。   ...ICP(Iterative Closest Point迭代最近算法是一种集对集配准方法。...ICP算法基本思想: 三维云匹配问题的目的是找到P和Q变化的矩阵R和T,对于 ,,利用最小二乘法求解最优解使: 最小时的R和T。...ICP算法优点: 可以获得非常精确的配准效果 不必对处理的集进行分割和特征提取 在较好的初值情况下,可以得到很好的算法收敛性 ICP算法的不足之处: 在搜索对应点的过程中,计算量非常大,这是传统ICP...算法的瓶颈 标准ICP算法中寻找对应点时,认为欧氏距离最近就是对应点。

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ICP注册

精细注册的方法,一般采用ICP算法,也就是最近迭代的方法。 ---- ICP算法总览 下面先总的介绍一下ICP算法,之后再详细介绍里面的一些重要步骤。...算法输入是两片有部分重叠的云a和b,并且已经初始注册好了,输出是ICP注册的刚体变换T: 1. 对b进行采样,得到采样集s 2. 在a中寻找采样集s的最近对应点,得到点对集合c 3....---- 对应 从ICP的名字,就能看出点对应怎么去找,也就是给每个采样最近。查找最近是比较简单的,一般用KD Tree来加速查找。这些对,有些是无效的,需要剔除掉。...ICP迭代过程中,云距离会逐渐减小,这个距离阈值也可以随之动态减小。 法线:在ICP迭代初期,云位姿相差比较大,很多距离相近的对也是错误的无效对。...ICP常见的迭代停止条件: 最大迭代次数 迭代过程中,刚体变换近似恒等变换了 迭代过程中,云之间的距离小于一定的阈值 迭代过程中,云之间的距离越来越大了,需要中止无效迭代

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ICP算法改进--基于曲率特征

算法步骤:利用二次曲面逼近方法求每的方向矢量以及曲率;根据曲率确定特征集;根据方向矢量调整对应关系,从而减少ICP算法的搜索量,提高效率。 ?...对于精确配准,采用基于曲率的特征的改进ICP算法,结果表明降低了搜索复杂度,提高了算法效率,可使用于海量云数据的配准。...精确配准: ICP是最常用的精配准算法,在每次迭代的过程下,对数据中每一,在模型云中寻找欧氏距离最近作为对应点,通过对应点对,使得目标函数最小化。 ? 从而得到最优的t和R。...ICP算法的缺陷:要求数据点云里的每一在模型云上都要有对应点,为寻找对应点,算法需要遍历模型云的每一,配准速度慢,并且易陷于局部最优解。 ?...ICP算法改进原理: ① 计算方向矢量 对一Pi,方向矢量等价于该与其邻域Nb(Pi)的最小二乘拟合平面的法向量n(Pi)。

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计算几何 平面最近对 nlogn分治算法 求平面中距离最近的两

平面最近对,即平面中距离最近的两 分治算法: int SOLVE(int left,int right)//求解集中区间[left,right]中的最近对 { double ans...当前集合中的最近对,对的两同属于集合[left,mid]或同属于集合[mid,right] 则ans = min(集合1中所有点的最近距离, 集合2中所有点的最近距离...对于temp中的,枚举求所有点中距离最近的距离,然后与ans比较即可。...于是我们可以对temp以y为唯一关键字从小到大排序,进行枚举, 更新ans,然后在枚举时判断:一旦枚举到的与py值之差大于ans,停止枚举。最后就能得到该区间的最近对。...由鸽巢原理,代码中第四步的枚举实际上最多只会枚举6个,效率极高(一种蒟蒻的证明请看下方的评论) 本算法时间复杂度为O(n log n) 代码: #include <stdio.h

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原 初学算法-分治法求平面上最近对(Cl

本来这个算法在笔者电脑里无人问津过一段时间了,但今天正好做HDU 1007见到了这个问题,今天就来把代码分享出来吧!     ...那么最短距离一定在左半部分、右半部分、跨越左右的对中的一个。      那么你可能会有疑问了:本来最近对也一定在这三个区域内,这不还是相当于什么都没干吗?     还真不是。...另外,可以证明对于每个矩形区域,最多尝试8个对一定能找到最短距离(算法导论第33.4节有详细的证明,这里不再赘述)。     ...加上排序一次的时间O(nlogn),因此整个算法的运行时间T(n)' = T(n)+O(nlogn) = O(nlogn)。     ...下面,通过这个算法,我们就可以写出一份代码来: /**  * Find closest distance in N points.

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平面几何算法:求点到直线和圆的最近

今天我们来学习平面几何算法,求点到直线和圆的最近。 这个方法还挺常用的。 比如精细的图形拾取(尤其是一些没有填充只有描边的图形)。如果光标点到最近的距离小于某个阈值,计算图形就算被选中。...还比如图形编辑器的实体吸附、极轴还有正交,当靠近某条直线时,绘制会吸附到这条直线的最近上。 求最近,起名通常为 getClosestPoint(最近),或者 project(投影)。...在介绍投影算法之前,我们先学习一个前置知识:线性插值。...线性插值在数学、计算机图形学领域被广泛使用,比如贝塞尔曲线,线性贝塞尔曲线就是线性插值,还有就是本文后面会讲的最近算法。...当然在平面几何上就会表现为超出线段的范围,但它仍然符合它是在一条直线上的特征,如下图: 点到直线的最近 已知直线的两 p0、p1 组成的直线上,距离 p 最近最近

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从零开始一起学习SALM-ICP原理及应用

小白:最近在看ICP,十四讲上简单提了下,还有点懵懵哒 师兄:好,那今天就说说ICP算法吧。搬个小板凳做好哈: ICP全称Iterative Closest Point,翻译过来就是迭代最近。...I CP在云配准领域应用的非常广泛,因此基于深度相机、激光雷达的算法使用ICP的频率比较高。...假设现在有两幅待配准的云(比如上面的小兔子),ICP算法是这样配准两幅云的: ICP算法流程 首先对于一幅云中的每个,在另一幅云中计算匹配最近) 极小化匹配间的匹配误差,计算位姿 然后将计算的位姿作用于云...再重新计算匹配 如此迭代,直到迭代次数达到阈值,或者极小化的能量函数变化量小于设定阈值 下面是用三维云进行ICP的一个效果 ?...算法(提示:取平移作为三维空间)估计轨迹1,2之间的位姿,然后将该位姿作用在轨迹2 验证:ICP算法估计的旋转矩阵和平移向量是否准确;轨迹1,2是否重合。

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Python算法——最近公共祖先

Python中的最近公共祖先(Lowest Common Ancestor,LCA)算法详解 最近公共祖先(Lowest Common Ancestor,LCA)是二叉树中两个节点的最低共同祖先节点。...在本文中,我们将深入讨论最近公共祖先问题以及如何通过递归算法来解决。我们将提供Python代码实现,并详细说明算法的原理和步骤。...最近公共祖先问题 给定一个二叉树和两个节点p、q,找到这两个节点的最近公共祖先。 递归算法求解最近公共祖先 递归算法是求解最近公共祖先问题的一种常见方法。...{}".format(p.val, q.val, lca.val)) 输出结果: 节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 这表示在给定的二叉树中,节点5和节点1的最近公共祖先是节点3。...递归算法在解决最近公共祖先问题时具有简洁而高效的特性。通过理解算法的原理和实现,您将能够更好地处理树结构问题。

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基于云方式的6D姿态识别

前言 除了对应点方式,还可以将云将与整个形状对齐,获得6D姿态。通常,首先进行粗配准以提供初始对准,然后进行密集配准方法,如迭代最近ICP),以获得最终的6D姿态。...1、Go-ICP: A Globally Optimal Solution to 3D ICP Point-Set Registration 迭代最近ICP算法是目前应用最广泛的集配准方法之一。...然而,基于局部迭代优化的ICP算法易受局部极小值的影响。它的性能严重依赖于初始化的质量,并且只保证局部最优性。...本文提出了在ICP定义的L2误差度量下,两个三维集欧氏(刚性)配准的第一个全局最优算法Go-ICP。Go-ICP方法基于搜索整个3D运动空间SE(3)的分枝定界(BnB)方案。...一种常见的方法是使用迭代最近ICP算法(或其变体)局部对齐扫描对,但需要静态场景和扫描对之间的小运动。这可防止在多个扫描会话和/或不同采集模式(如立体声、深度扫描)之间积累数据。

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基于云方式的6D姿态识别

前言 除了对应点方式,还可以将云将与整个形状对齐,获得6D姿态。通常,首先进行粗配准以提供初始对准,然后进行密集配准方法,如迭代最近ICP),以获得最终的6D姿态。...1、Go-ICP: A Globally Optimal Solution to 3D ICP Point-Set Registration 迭代最近ICP算法是目前应用最广泛的集配准方法之一。...然而,基于局部迭代优化的ICP算法易受局部极小值的影响。它的性能严重依赖于初始化的质量,并且只保证局部最优性。...本文提出了在ICP定义的L2误差度量下,两个三维集欧氏(刚性)配准的第一个全局最优算法Go-ICP。Go-ICP方法基于搜索整个3D运动空间SE(3)的分枝定界(BnB)方案。...一种常见的方法是使用迭代最近ICP算法(或其变体)局部对齐扫描对,但需要静态场景和扫描对之间的小运动。这可防止在多个扫描会话和/或不同采集模式(如立体声、深度扫描)之间积累数据。

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算法--迭代

本文链接:https://ligang.blog.csdn.net/article/details/83348765 迭代迭代法(Iteration)是一种不断用变量的旧值递推出新值的解决问题的方法...迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法,一般用于数值计算。累加、累乘都是迭代算法的基础应用。典型案例:牛顿迭代法”。...步骤: 确定迭代模型:分析得出前一个(或几个)值与其下一个值的迭代关系数学模型; 建立迭代关系式 对迭代过程进行控制 经典案例: 示例: 斐波那契数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34 function...= c } return c } 对于斐波那契数列,当n趋于无穷时,数列最后的两项的商 (xn-1/xn) 趋于黄金分割数0.618 示例: 最大公约数,采用辗转相除法(欧几里得算法...首先,选择一个接近函数 f(x) 零,如图为 $ (x_n, f(x_n)) $ ,计算相应的切线斜率 $ {f^{’}(x_n)} $ ,$ k = tan\alpha = \frac{y_2

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华为OD机试 最近

本期题目:最近 题目 同一个数轴 x 有两个的集合A={A1,A2,...,Am}和 B={B1,B2,......已经按照从小到大排好序,A、B均不为空 给定一个距离R正整数,列出同时满足如下条件的 (A(i),B(j))数对 A(i)<=B(j) A(i),B(j)之间距离小于等于 R 在满足1,2的情况下每个A(i)只需输出距离最近的...一般来说,华为 OD 机试包含多个环节,如笔试、编程题、算法设计等,可以全面评估应聘者的专业知识和技能水平。 在华为 OD 机试中,笔试环节是最为基础和重要的部分,主要考核应聘者的理论知识和基本能力。...笔试内容涉及计算机网络、数据结构与算法、操作系统等多个方面,需要应聘者有扎实的理论基础和较强的逻辑思维能力。 在华为 OD 机试中,编程题也是一个非常重要的环节。

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Python基础算法解析:K最近算法

K最近邻(K-Nearest Neighbors,简称KNN)是一种简单而有效的监督学习算法,常用于分类和回归问题。本文将介绍KNN算法的原理、实现步骤以及如何使用Python进行KNN的编程实践。...什么是K最近算法? K最近算法是一种基于实例的学习方法,其核心思想是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即最近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。...选择最近邻:选取与测试样本距离最近的k个训练样本。 进行分类(或回归):对于分类问题,通过投票机制确定测试样本的类别;对于回归问题,通过求取k个最近邻样本的平均值确定测试样本的输出。...选择最近邻:选取与测试样本距离最近的k个训练样本。 进行分类(或回归):对于分类问题,采用多数表决法确定测试样本的类别;对于回归问题,采用平均值确定测试样本的输出。...y_train) mse = mean_squared_error(y_test, y_pred_regression) print("Mean Squared Error:", mse) 总结 K最近算法是一种简单而强大的监督学习算法

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分治法求最近对问题

蛮力法 算法思想 蛮力法,顾名思义,即穷举所有点与之间的距离,两层循环暴力找出最近对。算法执行可视化如图1所示,word文档GIF静态显示,附件已含动图。...表1 分析: 由实验结果可知,蛮力法的实验值与理论值基本一致,算法的时间复杂度确实为O(n2),确实很慢。...分治法 算法思想 先对进行预处理按横坐标排序,然后每次将均分成左右两个子集,最短距离的两个要么都在左子集,要么都在右子集,要么一个点在左子集中,一个点在右子集中,对于前面两种情况,问题变成递归寻找子集的最短距离...,算法执行可视化如图3所示,word文档GIF静态显示,附件已含动图。...图4 如果存在最短距离,那么一定是一边一个,所以我们需要将两边的距离算一下,实际上,我们需要对于一边的,我们需要计算距离的最多不超过4个,因为同一边的之间的距离肯定大于等于minDistance

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两种ICP的改进算法:PLICP与NICP

(左图棕色曲线表示真实的物理面,蓝色的为带有噪声的采样;中间表示传统ICP的点点距离,右图表示PLICP方法,匹配时是计算到平面的距离) 二、 算法描述 2.1 利用上一次迭代的变化参数(或初值),对当前采样...(curr)的每个进行变化; 2.2 变换后,寻找每个点在参考点云(ref)中的最近邻的两个 2.3 使用论文[3]中提到的方法,去除离群; 2.4 构建目标函数: 三、补充说明 3.1 论文[3...]介绍了一种截断剔除离群的方法,具体而言,在完成两组云的匹配后,计算每组匹配的欧氏距离,只保留距离最小的一定百分比的匹配,从而对噪声鲁棒; 3.2 对算法中的目标函数进一步解释:可以看出点最近直线的距离...算法描述 2.1 法向量计算方法 2.2 匹配原则 在进行匹配时,不同于传统ICP,距离大于一定阈值时剔除,NICP采用3个准则剔除错误匹配,分别是:1....距离超过阈值;2. 曲率接近;3. 法向量方向接近。 2.3 目标函数 2.4 优化求解 优化求解可以采用任何优化求解方法。论文采用了LM算法

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