Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
With the development of 3D sensors, 3D point cloud data can now be obtained conveniently, which has made the development of automatic point cloud data processing technology crucial. Region growing is a commonly used algorithm to segment point cloud, which greatly depends on the accuracy of point normals and requires the tuning of two thresholds; namely, the increment threshold of curvature (σ th ) and normal angles (θ th ). In this paper, we improve the region growing algorithm in two ways: Accurate normal estimation and strengthening the region growing criteria. For the first aspect, principal component analysis (PCA) is utilized to estimate the initial normals of the point cloud. Then, the points are divided into regular points (RP) and sharp feature points (SFP), according to their initial normals. A robust estimator-based PCA is then applied to refine the SFP normals. For the latter aspect, non-connective points are detected according to shared neighbor points, and non-coplanar points are determined by comparing the residual with a robust scale of it. In addition, σ th is set as the 95 th percentile of curvature, allowing for easier parameter adjustment. Finally, the segmentation effect of the proposed method is evaluated through internal and external indices. The results indicate that the proposed method can accurately estimate the point normals within an acceptable time, and can obtain a better segmentation result than the classic PCA-based region growing algorithm and advanced DetMM-based methods.
With the development of 3D sensors, 3D point cloud data can now be obtained conveniently, which has made the development of automatic point cloud data processing technology crucial. Region growing is a commonly used algorithm to segment point cloud, which greatly depends on the accuracy of point normals and requires the tuning of two thresholds; namely, the increment threshold of curvature (σ th ) and normal angles (θ th ). In this paper, we improve the region growing algorithm in two ways: Accurate normal estimation and strengthening the region growing criteria. For the first aspect, principal component analysis (PCA) is utilized to estimate the initial normals of the point cloud. Then, the points are divided into regular points (RP) and sharp feature points (SFP), according to their initial normals. A robust estimator-based PCA is then applied to refine the SFP normals. For the latter aspect, non-connective points are detected according to shared neighbor points, and non-coplanar points are determined by comparing the residual with a robust scale of it. In addition, σ th is set as the 95 th percentile of curvature, allowing for easier parameter adjustment. Finally, the segmentation effect of the proposed method is evaluated through internal and external indices. The results indicate that the proposed method can accurately estimate the point normals within an acceptable time, and can obtain a better segmentation result than the classic PCA-based region growing algorithm and advanced DetMM-based methods.
Встановлено, що технологія LiDAR у кластеризації дає змогу підвищити ефективність потокового оброблення даних й отримати точніші результати. Проаналізовано, що проблема створення тривимірного контуру кімнати на підставі даних, зібраних сенсорами виявлення та визначення відстані LiDAR, є ключовим аспектом просторового аналізу, оскільки від цього залежить точність моделі довкільного простору. З'ясовано, що одним з ефективних підходів до вирішення цієї проблеми є використання методу консенсусу випадкової вибірки RANSAC, який дає змогу виділити і відокремити відхилення та випадкові помилки в даних, що отримані зі сенсорів. Запропоновано вдосконалити метод RANSAC шляхом використання технології паралельних обчислень. Це дало можливість розділити початкове завдання на менші частини та обробляти їх одночасно, що сприяє збільшенню швидкості оброблення даних і зменшенню тривалості виконання алгоритму. Оцінено продуктивність методу кластеризації у спосіб запуску програми на виконання 50 разів для послідовного та розпаралеленого алгоритмів, зберігаючи час кожного запуску для розрахунку середньої тривалості виконання. Наведено теоретичну апріорну оцінку показника пришвидшення для різної кількості паралельних потоків. Унаслідок цього здійснено порівняння фактичної ефективності з теоретичною оцінкою. Наведено результати, які вказують на масштабованість підходу та його потенціал для подальшого підвищення ефективності систем за використання більшої кількості обчислювальних ядер. Зменшено тривалість обчислення в 5,5 раза за використання 8 паралельних потоків порівняно з послідовним виконанням, що підкреслює значну перевагу паралельних обчислень під час оброблення великих даних, таких як хмари точок. Наведено результати оцінювання обчислювальної складності послідовного та вдосконаленого паралельного алгоритмів та проаналізовано показники ефективності паралельного. Подальші дослідження полягають у модифікації методів кластеризації на підставі LiDAR для різних застосувань, враховуючи робототехніку та геологічні дослідження, а також розроблення ефективних підходів до паралельного оброблення даних з інших типів сенсорів.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.