基于特征点匹配的排水管道声点云模型配准算法

来源：计算机测量与控制杂志2024年第5期北京时间：

作者：张体浪,徐晓龙,杨亚峻,许俊松,宋柯,黄英,李志伟,黄俊凯,江雅馨

单位：中建七局第二建筑有限公司

摘要：三维重建技术逐渐成为获取全面、完备、准确的排水管道信息的关键手段。而实际检测受到管道堵塞等工况与管道检测规程等因素限制,造成所获得的管道声呐点云模型会出现位姿不同、部分重叠或空缺等情况,需要通过配准获取完整管道模型。同时,传统ICP算法针对管道模型存在效率低、精度差的问题。因此,该文提出基于特征点匹配的粗配准与改进的ICP精细配准相结合的点云配准算法。首先,利用ISS特征点检测法检测出模型特征点,通过FPFH对特征点进行进一步的描述；其次,采用RANSAC算法筛选出正确特征匹配点集,利用四元数法解算出初始变换参数完成粗配准；最后,在粗配准基础上,通过改进最近对应点查询的ICP算法完成精细配准。实验结果表明了该文算法的可行性与优越性,能为后续排水管道缺陷检测提供高完备、全面、准确的点云模型。

关键词：声呐点云;点云配准;特征匹配;随机采样一致性;迭代最近点

基金资助：住房和城乡建设部2022年科学技术计划项目(编号：2022-K-165)；中国建筑第七工程局有限公司局课题(编号：CSCEC7b-2022-Z-5)。