3D點雲法向量估計(最小二乘擬合平面)
1、點雲法向量估計的主要思路是對K-近鄰的N個點進行平面擬合(平面過N點重心),平面法向量即為所求;
2、最小二乘擬合可以轉換為求協方差矩陣最小特徵值對應的特徵向量(SVD分解);此種解法對資料噪聲有很強的魯棒性,關鍵點在於要對資料去中心化處理,將座標原點移動到資料重心。
3、最後根據特徵點P到重心Oi形成的向量與法向量的點乘來判斷法向量正負,f(p) < 0為負,f(p) > 0為正
4、程式碼撰寫很簡單,參考文章裡面有,可以搬運。SVD可以呼叫Eigen或者Opencv。
5、網上找的一些資料均沒有過程的詳細推導,只有最終的類似2的結論,因此本文對證明過程進行詳細推導,點雲區域性參考座標系(Local Reference Frame)Z軸也是此種求法。
6、參考文章:
Hoppe, H., DeRose, T., Duchamp, T., McDonald, J. and Stuetzle, W. (1992). Surface reconstruction from unorganized points. ACM SIGGRAPH Computer Graphics, 26(2), pp.71-78.
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