文档名：面向低重叠率点云匹配的多层级过滤网络
摘要：针对点云测量过程中由于结构遮挡、视场约束、拼接误差等导致的匹配失真问题,提出一种多层级过滤网络(Multi-levelFilterNetwork,MulFNet)用于实现单次测量点云低重叠率下的精确配准.通过特征金字塔编码网络提取点云的多层级特征,获得不同尺度的语义信息,同时嵌入注意力模块和信息编码模块以增强特征显著性.基于多尺度一致性决策机制对多层级特征进行过滤,筛选离群点并保留点云突出特征,获得初始对应关系.最后,将初始对应结点基于几何信息自适应分组,由局部至全局进行加权转换估计,获得基于多层级过滤筛选后的预测矩阵.实验结果表明,MulFNet网络在标准3DMatch公共数据集上的匹配效果明显优于FCGF,PREDATOR等主流网络,在平均重叠率为10%的测量数据集上的匹配精度比ICP算法和GeoTransformer网络分别提高40.9%和85.4%,有效解决了低重叠率点云匹配失真的问题.
Abstract：Aimingattheproblemofmatchingdistortioncausedbystructuralocclusion,fieldofviewcon-straints,andstitchingerrorsduringpointcloudreconstructed,amulti-levelfilternetwork(MulFNet)isproposedtoachievesingle-shotscanningpointcloudsforlow-overlapregistration.Firstly,themulti-levelfeaturesofthepointcloudsareextractedthroughthefeaturepyramidcodingnetworktoobtainsemanticin-formationatdifferentscales,andtheattentionmoduleandthelocationmoduleareembeddedtoenhancethefeaturesignificance;secondly,themulti-levelfeaturesarefilteredbasedonthemulti-scaleconsistencyvotingmechanism,outliersarescreenedoutandprominentfeaturesofthepointcloudsareretainedtoob-taintheinitialcorrespondence;andfinally,theinitialcorrespondingnodesareadaptivelygroupedbasedonthegeometricrelationships,andweightedestimationconversionisperformedfromlocaltoglobaltoobtainapredictionmatrixbasedonthemulti-levelfiltering.TheexperimentalresultsshowthattheMulFNetisbetterthanthepopularnetworkssuchasFCGFandPREDATORonthestandard3DMatch.Theregistra-tionaccuracyoftheMulFNetonthescanningdatasetwithanaverageoverlaprateof10%is40.9%and85.4%higherthantheICPandtheGeoTransformer,respectively.Itisverifiedthattheproposednet-workcaneffectivelysolvetheproblemoflow-overlappointcloudmatchingdistortion.
作者：贺敏琦 刘俐 李尚 吴浩 朱大虎Author：HEMinqi LIULi LIShang WUHao ZHUDahu
作者单位：武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉430070
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TP391
关键词：点云匹配 匹配失真 低重叠率 多层级过滤 局部测量
Keywords：pointcloudregistration matchingdistortion low-overlappointcloud multi-levelfilter par-tialmeasurement
机标分类号：TP391TP273F275
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：国家自然科学基金，湖北省重点研发计划资助项目面向低重叠率点云匹配的多层级过滤网络[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)贺敏琦 刘俐 李尚 吴浩 朱大虎针对点云测量过程中由于结构遮挡、视场约束、拼接误差等导致的匹配失真问题,提出一种多层级过滤网络(Multi-levelFilterNetwork,MulFNet)用于实现单次测量点云低重叠率下的精确配准.通过特征金字塔编码网络提取点云的多...参考文献和引证文献
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