基于空间一致感知Transformer的三维点云配准

来源：计算机工程与应用杂志2026年第14期北京时间：

作者：贾莹博, 熊风光, 巩海鑫, 马乔, 曹瑜, 郭瑞泽

单位：1.中北大学 计算机科学与技术学院，太原 030051；2.山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心，太原 030051；3.机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室，太原 030051；

摘要：精确对应关系的提取对于刚性和非刚性点云配准任务至关重要。现有方法特征生成阶段几何与语义点特征易受低重叠、变形程度不确定和对称模糊等因素干扰，致使对应关系异常。针对上述问题，提出了一种空间一致感知Transformer的三维点云配准方法——SCTrans（spatial consistency-aware Transformer）。设计嵌入点对特征坐标的多尺度局部结构学习模块，通过融合局部几何特性来增强旋转不变的几何特征；构建全局Transformer，通过空间位置感知Transformer和局部一致感知Transformer来实现特征显著性和一致性的结合，使其在低重叠和对称情况下具有鲁棒性；此外，采用从粗到细的位置感知特征匹配策略，计算初始对齐为后续特征交互提供基础空间关系。实验结果表明，在测试4DMatch和4DLoMatch基准的非刚性特征匹配召回率方面中，SCTrans分别比现有方法高出1.2和0.9个百分点。

关键词：点云配准,非刚性点云,对应关系,多特征融合,空间位置感知,局部一致性

基金资助：国家自然科学基金（62272426，62106238）；山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目（202201150401021）；山西省自然科学基金（202203021212138，202303021211153，202203021222027）；山西省科技成果转化引导专项（202104021301055）；山西省科技战略研究专项（202404030401014）。