在三维点云处理领域中,点云配准是一项关键任务,旨在找到多个点云之间的刚体变换,使得它们能够对齐或匹配。其中,最经典和广泛应用的方法之一是迭代最近点(Iterative Closest Point,简称ICP)算法。本文将介绍ICP算法的原理,并提供MATLAB源代码实现。
ICP算法通过迭代的方式,逐步优化刚体变换,以最小化参考点云和目标点云之间的平均嵌套欧氏距离。下面是ICP算法的主要步骤:
第一步:初始化
- 载入参考点云集合P和目标点云集合Q。
- 随机选取一个初始变换矩阵T。
第二步:点对应与最近邻搜索
- 将目标点云Q通过当前变换矩阵T进行变换得到Q’。
- 对于参考点云P中的每个点p,找到Q’中与之最近的点q。
- 建立p和q之间的点对应关系。
第三步:计算刚体变换
- 基于建立的点对应关系,计算当前变换矩阵T的最小二乘解。
- 更新T为新的刚体变换矩阵。
第四步:收敛判断
- 判断当前变换矩阵T与上一次迭代的变换矩阵之间的差异是否小于设定阈值。
- 若满足收敛条件则跳转到第五步,否则返回第二步。
第五步:输出结果
- 输出最终收敛后的变换矩阵T。
- 可选地,