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点云配准

Point Cloud Registration常用

求一个旋转加平移,把两份点云对齐到同一个坐标系里。

点云配准是求一个空间变换,把源点云对齐到目标点云上;刚性配准只含旋转和平移,非刚性配准还允许形变。从不同视角或不同时刻扫描同一场景,各帧坐标系不同,要拼出完整模型、在激光里程计中估计机器人移动了多少(此时常叫扫描匹配),或把物体模型对到观测点云上求位姿,都要做配准。常见流程分两步:先用 FPFH 等局部特征找对应点、配合 RANSAC 剔除错配做全局粗配准;再用迭代最近点(ICP)精配准,它反复「找最近点、解最优变换」,但依赖较好的初值,否则会陷入局部最优。Open3D 的 ICP 会同时给出重叠比例 fitness 和内点均方根误差,用来判断结果好坏。

例子腕部相机从两个角度拍同一个杯子,先用 FPFH + RANSAC 把两帧点云粗对齐,再跑 ICP 精修,拼出更完整的杯子形状。

也叫
点云对齐、扫描匹配、Scan Matching、Point Set Registration
相关
迭代最近点、FPFH 点云特征、随机采样一致性、NDT 配准(正态分布变换)、6D位姿估计、同步定位与建图
来源
Wikipedia: Point-set registration
Open3D: ICP registration

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