Alignement des caractéristiques clés des vecteurs normaux et de la courbure du nuage de points

JI Zhenchen ,  

AI Hongxu ,  

HAN Yuan ,  

YAO Jiaqi ,  

LI Youzhi ,  

WANG Yanqiu ,  

ZHENG Fu ,  

WANG Wenjie ,  

SUN Zhibin ,  

摘要

Pour le problème d'alignement des nuages de points de cibles à caractéristiques complexes, une méthode d'alignement basée sur les vecteurs normaux et les caractéristiques clés de courbure du nuage de points a été proposée. Les points clés sont sélectionnés en calculant la courbure sous différents rayons de voisinage par analyse en composantes principales, et un sous-échantillonnage est effectué sur les données initiales du nuage de points. Pour chaque point clé, un descripteur de caractéristiques à sept dimensions composé de 4 vecteurs normaux et 3 courbures est utilisé, ce descripteur étudie les angles entre vecteurs normaux ainsi que les caractéristiques de courbure. La similarité entre les descripteurs clés des nuages de points source et cible est analysée, la correspondance initiale est déterminée par la méthode du rapport entre la plus petite distance euclidienne et la deuxième plus petite distance. Pour éliminer les mauvaises correspondances et réduire les erreurs d'appariement, un algorithme de consensus aléatoire est employé. Pour atteindre une haute précision d'alignement, un algorithme itératif du plus proche voisin est utilisé pour affiner l'alignement, calculant la matrice de transformation et étudiant quantitativement l'erreur d'alignement. Les résultats expérimentaux montrent que l'erreur quadratique moyenne des caractéristiques extraites et de l'alignement des cibles complexes atteint 3,32 mm, avec une augmentation moyenne de l'erreur de 0,33 mm/° durant les expériences d'alignement entre 0 et 50°, la comparaison montre que la méthode proposée est plus stable pour l'alignement à grand angle des cibles complexes. L'erreur quadratique moyenne d'extraction et d'alignement des caractéristiques de la cible satellite spatial est de 2,71 mm, l'erreur de l'angle d'attitude dans la direction Y est de 0,427°, cette méthode peut également être appliquée à la mesure et à l'alignement de la pose des cibles spatiales, ce qui lui confère une valeur d'application plus large.

关键词

alignement de nuages de points; cibles complexes; vecteurs normaux; courbure; analyse des erreurs

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