基于视点特征直方图的激光点云模型的位姿估计
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曹其新(1960-),男,浙江温州人,教授,主要从事机器人 视觉与模式识别、智能机器人与模块化技术和智能维护与物联网技术的研究.

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国家高技术研究发展计划“863”(2012AA100906)、教育部重大项目培育(708035)和上 海市教委创新(12ZZ014)资助项目 (上海交通大学 机器人研究所,上海 200240)


A posture estimation method based on viewpoint feature histogram for laser point cloud model
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    摘要:

    提出一种基于视点特征直方图的点云模型位姿估计 算法。首先在目标物体周围采 集三维点云,拼接后获得物体的完整点云模型;然后对点云模型计算其视点特征直方图, 构建特征数据 库;对待估计点云同样计算其特征直方图,使用KNN算法在数据库中搜索与之最接近的位 姿作为初始位 姿估计值;最后使用迭代最近点(ICP)算法将待估计点云精确配准到模型点云,从而获得坐 标系之间的相 对位姿。实验表明,这种方法对于物体位姿识别有很强的稳健性,能很好实现目标物体的 三维位姿计算。

    Abstract:

    Robots have the demand to interact with different objects within their expected visual range,thus precise pose estimation of target objects is in urgent needs.In this article,a novel pose estimation method is proposed based on viewpoint feature histogram and ICP algorithm using 3D point c loud data gathered by laser range finder (LRF).Firstly,point clo ud data is collected around the target object,then we register different point clouds together and get the comp lete point cloud model for the target object.Next,we calculate viewpoint feature histogram for every point cloud mode l and build a database filled with feature histograms from different views.Once we get a point cloud from a new po sition,we can search the most appropriate candidate in the database using KNN algorithm,and use it as initial value of posture matrix.Finally, ICP algorithm is utilized to minimize registration error and get the precisely e stimated posture matrix,and the whole process stops when the result is precise enough or the number of iterations exce eds the limit.We test this method with both simulations and experiments,and the results that this method is of strong robustness when estimating posture of the target objects.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张彪,曹其新,焦瑶.基于视点特征直方图的激光点云模型的位姿估计[J].光电子激光,2013,(7):1357~1362

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  • 收稿日期:2012-11-18
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