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基于超二次曲面模型的3维目标定位算法
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:《机器人》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,陕西西安710049
  • 相关基金:国家863计划资助项目(2006AA01Z126)
中文摘要:

针对散乱点云中3维目标的位姿参数估计问题,提出一种基于超二次曲面模型的3维目标定位算法.该算法利用3维目标的超二次曲面部件化模型,定义了空间点与任意位姿下3维目标的归一化径向欧氏距离.根据点云中目标表面各点到目标的均方距离,以及目标表面点数和内部点数等信息,建立了3维目标位姿估计的非线性目标函数,从而将目标定位问题转化为该目标函数的优化问题.采用入侵性杂草优化(IWO)算法优化该目标函数,将获得的最优解作为3维目标的位姿参数估计值.实验结果表明,该算法的目标定位精度高,位姿参数估计的一致性好,且能有效抑制测量噪声对定位结果的影响.

英文摘要:

For the pose parameter estimation problem of 3D objects in an unorganized point cloud,a 3D object localization algorithm based on superquadrics model is proposed.A normalized radial Euclidean distance of a space point from the 3D object under arbitrary pose is defined by using the part-based superquadrics model of the 3D object.Then a nonlinear objective function for the 3D object pose estimation is established according to the mean square distance between the object surface points and the object in the point cloud,as well as the surface point number and interior point number of the object.By this means,the object localization problem is transformed into an optimization problem of the objective function.Then the invasive weed optimization(IWO) algorithm is adopted to optimize this objective function,and the obtained optimal solution is used as the estimation value of the 3D object pose.Experimental results demonstrate that the proposed algorithm can yield accurate object localization results with a good consistency of pose parameters,and effectively suppress the influence of measurement noises on measurement results.

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期刊信息
  • 《机器人》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11997