Algoritmo de registro de nubes de puntos no supervisado que fusiona interacción de características y refuerzo de emparejamiento de puntos

YI Jianbing ,  

XIONG Wenwu ,  

PENG Xin ,  

WU Xin ,  

摘要

Para resolver el problema de emparejamiento incorrecto parcial entre puntos en el proceso de registro de nubes de puntos debido a la interferencia de puntos anómalos, la superposición parcial de puntos y puntos similares no correspondientes, este artículo diseña un algoritmo de registro de nubes de puntos no supervisado que fusiona la interacción de características y el refuerzo del emparejamiento de puntos. Primero, se diseña un módulo de fusión de características que interactúa con la información de características extraídas de la nube de puntos fuente y la nube de puntos objetivo, y combina esta característica interactiva con la característica extraída de la capa anterior en la misma posición para mejorar la capacidad de expresión de las características. En segundo lugar, se propone un módulo de fusión de convolución gráfica y Transformer, que utiliza la convolución gráfica para extraer información geométrica local y el mecanismo de autoatención del Transformer para obtener información contextual global, mientras se introduce un mecanismo de atención cruzada para realizar la fusión e interacción de características entre nubes de puntos. Finalmente, se introduce un módulo de refuerzo de emparejamiento de puntos que utiliza la distancia euclidiana de las características de los puntos de la nube fuente y objetivo, así como la similitud de características del vecindario de puntos para emparejar las relaciones correspondientes entre puntos. El algoritmo se validó en los conjuntos de datos ModelNet40 (con ruido), 7Scenes, ICL-NUIM, KITTI y ScanObjectNN. Los resultados experimentales muestran que, en comparación con el algoritmo IFNet, el error cuadrático medio RMSE (R) disminuyó en un 31,93 %, 23,72 %, 19,76 %, 10,53 % y 21,05 %, respectivamente, lo que confirma plenamente la ventaja del algoritmo propuesto en la precisión y robustez del registro. En resumen, el algoritmo presentado muestra un rendimiento sobresaliente en precisión de registro, capacidad de generalización y resistencia al ruido, mostrando un buen potencial de aplicación.

关键词

registro de nubes de puntos;interacción de características;atención cruzada;refuerzo de emparejamiento de puntos;no supervisado

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