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点云采样方法
2024-12-19IP属地 湖北4
  • 效率高
  • 采样点分布比较均匀
  • 可以通过控制体素大小间接控制采样点的距离(采样后点云的稀疏程度) 但是不能精确控制采样点个数
  • 采集到的点云数量不可控

核心代码如下

点云采样方法

 
 

均匀采样的原理类似于体素化网格采样方法,同样是将点云空间进行划分,不过是以半径=r的球体,在当前球体所有点中选择距离球体中心最近的点替代所有点,注意,此时点的位置是不发生移动的。球体半径选取越大则采样之后的点云越少,处理速度变快,但会对原先点云过度模糊,网格选取越小,则作用相反。

均匀采样的特点是采样点分布均匀,不会移动点云点,准确度较高,但时间复杂度提升。

核心代码如下

 
 

其原理是以点云的几何特征作为采样依据,这里以曲率为例。在点云中任意一点都存在某曲面,曲率计算示意图如图所示,曲率越大,弧的弯曲程度越大,表示该地方的特征点越多,故在点云曲率越大的地方,采样点数越多,实现方法如下

1)首先计算每个点的K领域,然后计算点到领域点的法线夹角值,以此来近似达到曲率的效果并提高计算效率,因为曲率越大的地方,夹角值越大。

2)设置一个角度阈值,当点的领域夹角值大于阈值时被认为是特征明显的区域,其余区域为不明显区域。

图2 点云曲率
其特点是计算效率高,且局部点云的采样是均匀的,同时稳定性高,使得采样结果的抗噪性更强。
 
 
 
 
 

滑动最小二乘法采样的原理是将点云进行了滑动最小二乘法的映射,使得输出的点云更加平滑。

滑动最小二乘法的特点是适用于点云的光顺处理,但有时会牺牲表面拟合精度的代价来获得输出点云。

核心代码如下