采样一致性(7)

本文介绍了RANSAC(随机采样一致性)和LMedS(最小中值方差估计)在点云处理中的角色,用于在模型上分割点云。RANSAC通过随机抽样和偏差比较确定内点和外点,而LMedS则利用中值偏差来估计模型。两者在处理平面、直线、圆和球等几何模型时各有优缺点。在实践中,使用RANSAC进行模型估计,通过设置距离阈值找出内点,并生成相应的点云。文章还展示了如何使用PCL库实现这一过程。

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采样一致性--在一定允许误差范围内分割出在模型上的点云

RANSAC随机采样一致性:

样本中随机抽取子集,计算子集与模型的偏差与阈值作比较,区分内点与外点,迭代重复到内点最多,此时的模型参数即为RANSAC下的估计值。

RANSAC的缺陷:事先设定区分内、外点的阈值;不能确定迭代的次数;

LMedS最小中值方差估计:

样本中随机抽取子集,计算子集与模型的偏差与阈值作比较,取出偏差值居中的子集对应的模型参数。

LMedS的缺陷:当外点数量较多时候,没法很好估计模型;

采样一致性支持的几何模型:

平面模型--SACMODEL_PLANE,参数有A,B,C,D,即平面方程Ax+By+Cz+D=0

直线模型--SACMODEL_LINE,参数有点的x,y,z,直线的三个方向值

圆模型--SCAMODEL_CIRCLE2D,参数有圆心x,y以及半径

球模型--SACMODEL_SPHERE,参数有球心x,y,z以及半径

圆柱模型--SACMODEL_CYLINDER,参数有轴线上点x,y,z,轴线三个方向值,半径

//存储内点索引的向量
std::vector<int> inliers;
//创建随机采样一致性对象
pcl::SampleConsensusModelSphere<pcl::PointXYZ>::Ptr model_s(new pcl::SampleConsensusModelSphere<pcl::PointXYZ>(cloud));
pcl::RandomSampleConsensus<pcl::PointXYZ> ransac(model_s);
//设置判断内、外点的距离阈值
ransac.setDistanceThreshold(0.01);
//执行随机参数估计
ransac.computeModel();
//获得内点索引
ransac.getInliers(inliers);
//获得内点点云
pcl::copyPointCloud<*cloud,inliers,*result>;

Python中的采样一致性是指在随机采样过程中保持一致性。在编写代码时,我们通常需要从一个数据集中随机选择一个子集或者进行随机排列。为了保持一致性,我们可以使用随机数种子(random seed)来控制随机数生成器的状态,以便在每次运行代码时得到相同的随机结果。 Python的random模块提供了一些用于生成随机数的函数,其中包括设置随机种子的函数。例如,可以使用random.seed()函数来设置随机种子。如果在每次运行代码时都使用相同的种子值,那么生成的随机数序列将是一致的。 下面是一个示例代码,展示了如何使用随机种子实现采样一致性: ```python import random # 设置随机种子 random.seed(42) # 从列表中随机选择一个元素 my_list = [1, 2, 3, 4, 5] random_element = random.choice(my_list) print(random_element) # 随机打乱列表顺序 random.shuffle(my_list) print(my_list) ``` 在上面的代码中,我们首先使用random.seed(42)设置了随机种子为42。然后,我们使用random.choice()函数从my_list列表中随机选择一个元素,并打印结果。接下来,我们使用random.shuffle()函数将my_list列表中的元素随机打乱,并打印结果。由于设置了相同的随机种子,每次运行代码时将得到相同的随机结果。 通过使用随机种子,我们可以在需要随机性的情况下保持代码的一致性,这在调试和复现实验结果时非常有用。
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