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3D目標識別---三維區域性座標系(LRF)效能分析

1 加權區域性參考座標系的定義

以任意一個特徵點p及其鄰域S(p)為例來說明基於加權協方差矩陣的區域性參考座標系LRF的建立過程。

C=1ni=1wii=1nwi(qp)(qp)T,,qS(p)
CV=EV
區域性參考座標系的3根軸由協方差矩陣C的三個特徵值λ1,λ2,λ3對應的特徵向量確定。

下面分析6中不同形式的權值對區域性參考系穩定性的影響,六種不同的加權形式分別是:
常量(平均):1
線性: Rd
雙曲函式: 1d
二次函式:(Rd)2
指數函式:e(dR)2
餘弦函式:cos(π2dR)

上述5種函式對應的函式影象如下圖所示:

2 實驗資料集以及評價指標

3 6種加權形式對區域性參考座標系的穩定性的分析

3.1 抗噪聲的分析

這裡寫圖片描述

Fig2. 從做到右對應的資料集依次是12rs_1mr_noise,12rs_3mr_noise,12rs_5mr_noise

3.2 抗分別率變化的分析

這裡寫圖片描述

Fig3. 從做到右對應的資料集依次是12rs_1mr_noise,14rs_1mr_noise,18rs_1mr_noise

3.3 半徑對區域性參考座標系的影響

這裡寫圖片描述

Fig4. 不同支援域半徑對區域性參考座標系的影響,從左到右依次是12rs_3noise,14rs_3noise,18rs_3noise

一些思考

LRF從某種意義上講也是一種對領域的特徵編碼,這種特徵編碼是旋轉平移不變的。目前的LRF生成方法具有一定的抗噪聲能力,但是極易受到解析度變化的影響,當模型的解析度降低時,LRF的穩定性也大幅降低。對後續的區域性特徵描述子的建立有較大的影響,從而導致整個識別體系的效能下降。所以,如何構建穩定的LRF對於提升區域性特徵描述子的對應性具有很大的幫助。區域性鄰域半徑對LRF的影響主要是半徑越大,提供的鄰域資訊越多,從而間接提升了LRF的可區分性。但是,支援半徑過大,也會帶來一些副作用,直接的影響就是計算開銷增大。另一個後果就是抗遮擋能力下降。

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