Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Survey of Point Cloud Registration Methods and New Statistical Approach

Článekopen accesspeer-reviewedpublished
dc.contributor.authorMarek, Jaroslav
dc.contributor.authorChmelař, Pavel
dc.date.accessioned2024-08-24T07:35:08Z
dc.date.available2024-08-24T07:35:08Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractThe use of a 3D range scanning device for autonomous object description or unknown environment mapping leads to the necessity of improving computer methods based on identical point pairs from different point clouds (so-called registration problem). The registration problem and three-dimensional transformation of coordinates still require further research. The paper attempts to guide the reader through the vast field of existing registration methods so that he can choose the appropriate approach for his particular problem. Furthermore, the article contains a regression method that enables the estimation of the covariance matrix of the transformation parameters and the calculation of the uncertainty of the estimated points. This makes it possible to extend existing registration methods with uncertainty estimates and to improve knowledge about the performed registration. The paper's primary purpose is to present a survey of known methods and basic estimation theory concepts for the point cloud registration problem. The focus will be on the guiding principles of the estimation theory: ICP algorithm; Normal Distribution Transform; Feature-based registration; Iterative dual correspondences; Probabilistic iterative correspondence method; Point-based registration; Quadratic patches; Likelihood-field matching; Conditional random fields; Branch-and-bound registration; PointReg. The secondary purpose of this article is to show an innovative statistical model for this transformation problem. The new theory needs known covariance matrices of identical point coordinates. An unknown rotation matrix and shift vector have been estimated using a nonlinear regression model with nonlinear constraints. The paper ends with a relevant numerical example.eng
dc.description.abstract-translatedPoužití 3D snímacích zařízení pro autonomní popis objektů nebo mapování neznámého prostředí vede k nutnosti zdokonalit počítačové metody založené na zpárování identických dvojic bodů z různých mračen bodů (tzv. registrační problém). Problém registrace a trojrozměrná transformace souřadnic stále vyžaduje další výzkum. Článek se snaží čtenáři poskytnout průvodce mezi existujícími registrační metodami, aby si mohl vybrat vhodnou metodu u jeho konkrétního problému. Kromě toho je v článku prezentována nová regresní metoda, která umožňuje odhadnout kovarianční matici transformačních parametrů a určit nejistoty odhadovaných bodů. Rozšíření registračních metod o odhady nejistoty zlepšuje znalosti o prováděné registraci. Primárním cílem příspěvku je poskytnout přehled známých metod a základních konceptů v registračním problému při zpracování mračen bodů. Důraz je kladen na prezentaci hlavních principů metod. Diskutovány jsou ICP algorithm; Normal Distribution Transform; Feature-based registration; Iterative dual correspondences; Probabilistic iterative correspondence method; Point-based registration; Quadratic patches; Likelihood-field matching; Conditional random fields; Branch-and-bound registration; PointReg. Sekundárním účelem tohoto článku je ukázat nový statistický model pro transformační problém v registrační úloze. Nová metoda vyžaduje znalost kovarianční matice identických souřadnic bodů. Neznámé rotační matice a vektor posunu jsou odhadnuty pomocí nelineárního regresního modelu s nelineárními podmínkami. Práce zahrnuje konkrétní numerickou studii.cze
dc.formatnestránkováno, 3564cze
dc.identifier.doi10.3390/math11163564
dc.identifier.issn2227-7390
dc.identifier.obd39889718
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/83876
dc.identifier.wos001056543900001
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.publicationstatuspublishedeng
dc.publisherMDPIeng
dc.relation.ispartofMathematics, volume 11, issue: 16eng
dc.relation.publisherversionhttps://www.mdpi.com/2227-7390/11/16/3564
dc.rightsopen accesseng
dc.rights.licenceCC BY 4.0
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject3D range scanningeng
dc.subjectspace mappingeng
dc.subjectregistration problemeng
dc.subjectestimates of transformation parameterseng
dc.subjectICP algorithmeng
dc.subjectnormal distribution transformeng
dc.subjectfeature-based registrationeng
dc.subjectiterative dual correspondenceseng
dc.subjectprobabilistic methodeng
dc.subjectpoint-based registrationeng
dc.subject3D skenování objektůcze
dc.subjectmapování prostorucze
dc.subjectregistrační problémcze
dc.subjectodhady transformačních parametrůcze
dc.subjectICP algoritmuscze
dc.subjecttransformace normálního rozdělenícze
dc.subjectregistrace podle vlastnostícze
dc.subjectiterativní duální korespondencecze
dc.subjectpravděpodobnostní metodacze
dc.subjectbodová registracecze
dc.titleSurvey of Point Cloud Registration Methods and New Statistical Approacheng
dc.title.alternativePřehled metod registrace mračna bodů a nový statistický přístupcze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
mathematics-11-03564-v2.pdf
Velikost:
6.53 MB
Formát:
Adobe Portable Document Format