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  • 国内刊号:CN 32-1115/S
  • 国际刊号:ISSN 0257-4799
  • 主管部门:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国蚕学会
    中国农业科学院蚕业研究所
  • 主编:李木旺
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基于旋转圆盘的蚕茧点云旋转归一化配准算法

【期刊年份】2022年第05期
【作者姓名】孙卫红1,2  王凯冉1,2  梁曼1,2  邵铁锋1,2  沈军3
【作者单位】1中国计量大学机电工程学院;2中国计量大学茧丝绸质量检测技术研究所;3江西省市场监督管理质量安全检查中心

摘要  选茧工作中,通过蚕茧点云数据可以获取蚕茧的空间信息,如虫鼠口大小位置、表面凹陷程度等,并以此进行识别。蚕茧点云配准是点云数据获取的关键步骤。针对蚕茧点云配准效率低、易陷入局部最优解的问题,首先,基于三维空间刚体运动原理,根据任意两组标定模型点云之间的旋转关系及坐标映射关系求解圆盘中心坐标;然后,根据扫描仪坐标系与圆盘坐标系在竖直方向上的平行关系,求解圆盘旋转轴方向向量;最后,通过圆盘的数学模型对多视角蚕茧点云进行旋转归一化,将其统一到同一坐标系下。文中提出利用标定模型与旋转圆盘的多视角蚕茧点云旋转归一化配准算法实现配准。试验结果表明,文中算法相较于ICP算法,平均均方根误差减少34.5%,平均距离均值降低84.4%,配准时间降低88.6%;相较于手动粗拼接+ICP算法,在仅增加3.4%平均均方根误差与3.0%平均距离均值的情况下,配准时间降低了93.5%。文中算法能够在保证蚕茧点云配准精度的前提下,有效提升蚕茧点云配准效率。

关键词  蚕茧; 点云配准; 旋转归一化