随机采样一致性算法-------PCL

随机采样一致性算法

RANSAC从样本中随机抽选出一个样本子集,使用最小方差估计算法对这个子集计算模型参数,然后计算所有样本与该模型的偏差,再使用一个预先设定好的阈值与偏差比较,当偏差小于阈值时,该样本点属于模型内样本点 ( inliers),或称内部点、局内点或内点,否则为模型外样本点(outliers),或称外部点、局外点或外点,记录下当前的 inliers 的个数,然后重复这一过程。每一次重复都记录当前最佳的模型参数,所谓最佳即是inliers的个数最多 ,此时对应的inliers个数为 best_ninliers 。 每次迭代的末尾都会根据期望的误差率、 best_ninliers、总样本个数、当前迭代次数,计算一 个迭代结束评判因子,据此决定是否迭代结束。迭代结束后,最佳模型参数就是最终的模型参数估计值 。

std::vector<int> PclTool::randomSampleConsensusALG(const pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud, const double threshold, const unsigned int type)
{
   
   
    std::vector
<think>我们被要求介绍采样一致性初始配准(SAC-IA)方法,并按照规则在最后提出3-5个相关问题。 首先,我们需要简要介绍SAC-IA的基本原理、步骤以及在PCL中的实现要点。 然后,在回答的最后,按照要求输出“§§相关问题§§”并紧接着列出3-5个相关问题。 注意:问题必须与用户的问题和我们的回答内容相关。</think>采样一致性初始配准(SAC-IA)是PCL中基于RANSAC框架的粗配准算法,通过特征匹配寻找最优变换矩阵。其核心原理和实现如下: ### 基本原理 1. **特征描述子**:先计算点云的FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征,描述每个点的局部几何属性 2. **随机采样**:从源点云随机选取样本点,在目标点云中搜索相似特征点 3. **变换估计**:对每个样本点集计算变换矩阵(SVD求解) 4. **一致性验证**:用RANSAC评估变换质量,选择内点最多的变换 ### PCL实现步骤 ```cpp #include <pcl/registration/ia_ransac.h> // 1. 计算FPFH特征 pcl::FPFHEstimation<pcl::PointXYZ, pcl::Normal, pcl::FPFHSignature33> fpfh; fpfh.setInputCloud(source_cloud); fpfh.setInputNormals(source_normals); pcl::PointCloud<pcl::FPFHSignature33>::Ptr source_features(new pcl::PointCloud<pcl::FPFHSignature33>); fpfh.compute(*source_features); // 2. 创建SAC-IA对象 pcl::SampleConsensusInitialAlignment<pcl::PointXYZ, pcl::PointXYZ, pcl::FPFHSignature33> sac_ia; sac_ia.setInputSource(source_cloud); sac_ia.setSourceFeatures(source_features); sac_ia.setInputTarget(target_cloud); sac_ia.setTargetFeatures(target_features); // 3. 设置参数 sac_ia.setMinSampleDistance(0.05f); // 最小样本距离 sac_ia.setCorrespondenceRandomness(5); // 特征匹配随机数 sac_ia.setMaximumIterations(500); // RANSAC最大迭代次数 // 4. 执行配准 pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr aligned_cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>); sac_ia.align(*aligned_cloud); // 5. 获取变换矩阵 Eigen::Matrix4f transformation = sac_ia.getFinalTransformation(); ``` ### 关键参数说明 - `MinSampleDistance`:避免采样过近点(建议值0.01-0.1) - `CorrespondenceRandomness`:特征匹配随机性(值越大速度越慢但精度高) - `MaximumIterations`:平衡精度与计算时间(通常500-2000次) ### 适用场景 - 点云初始位姿差异大时(旋转>30°,平移>点云尺寸50%) - 部分重叠的点云(重叠度>30%) - 含噪声和离群点的场景
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