本技术公开了一种排除邻域的双向最近邻相似比算法,用于构建模型点云和场景点云之间的对应关系,包括以下步骤:S1、输入关键点及描述子;S2、初步匹配对应关系;S3、施加双向邻域约束;S4、双向实施Nannsr算法;S5、输出对应点对。本发明通过相似度匹配构建初始对应点对集合,再通过施加双向邻域约束初步排除点对集合中错误的对应关系,最后再对场景和模型关键点分别实施Nannsr算法,提取场景和模型上都具独特性的点对,作为最终的输出对应点对,从而构建一种稳健的对应点对构建方法,该算法的性能明显优于现有对应点对构建算法,避免了点对的独特性无法被正确判断的问题,即使在噪声、遮挡和数据异常等干扰的点云数据上也有较好的表现。
背景技术
在三维计算机视觉领域,构建点云中对应关系被广泛应用于三维重建、三维对象识别、点云配准、形状检索和定位等方向。构建一个较好的对应关系对后续成功估计两片或多片点云间的转换关系至关重要。
现有的对应点对构建方法主要包括相似性得分(similarity score,简称SS)、双向相似性得分(double similarity score,简称BSS)、最近邻相似比(nearest neighborsimilarity ratio,简称NNSR)算法。SS通过计算两个点云上特征描述子之间的相似度,并选择其中相似度高的对应点对来建立对应关系。相似度通过描述子之间的特征距离进行确定。但SS易被噪声、遮挡和重叠区域等干扰影响,从而输出错误对应关系。BSS与SS类似,不同之处在于BSS算法对初始对应关系实施了一种双向约束。该约束保留模型和场景特征描述子之间互为最佳匹配的对应关系,再从保留的对应关系中选择相似度高的对应点对来建立对应关系。但是BSS算法则又过于严格,很容易排除正确对应关系。为了获得独特性高的对应关系,NNSR通过特征空间中最近和第二近距离的比率来惩罚对应关系,使得选择出的点对具有较为独特的特征,不易被干扰影响。但是NNSR不能很好地判断第一和第二特征近邻点较接近的对应关系的正确性。由于现有方法的局限性,使得构建准确的对应关系集合仍是一个具有挑战性的任务。
现有的对应点对构建算法,要么容易误排除正确的对应关系,要么在应对噪声、杂乱和遮挡等干扰时鲁棒性不足,难以全面适应不同类型的点云数据。这些局限性在一定程度上影响了算法在复杂环境中的适应性和稳定性。
实现思路