点云
和目标表面特性的海量点集合
点云(小数点 clouds)是空间中点数据集,可以表示三维形状或对象,通常由三维扫描仪获取。点云中每个点的位置都由一组勒内·笛卡尔坐标(X,Y,Z)描述,有些点云可能含有色彩信息(R,G,B)或物体反射面强度(Intensity)信息。强度信息是三维激光扫描仪接受装置采集到的回波强度,与目标的表面材质、粗糙度、入射角方向,以及仪器的发射能量和激光波长有关。点云可用来表示连续的三维模型外表面,是逆向工程中通过仪器测量外表的点数据集合。在电脑动画领域,例如皮克斯动画工作室的《玩具总动员3》也使用了点云技术。
概念介绍
点云是在空间中的点的集合,它们记录了与目标表面特性相关的海量点信息。根据激光测量原理得到的点云,包括三维坐标(XYZ)和激光反射强度(Intensity)。根据摄影测量原理得到的点云,包括三维坐标(XYZ)和颜色信息(RGB)。结合激光测量和摄影测量原理得到的点云,包括三维坐标(XYZ)、激光反射强度(Intensity)和颜色信息(RGB)。在获取物体表面每个采样点的空间坐标后,得到的是一个点的集合,称之为“点云”(小数点 Cloud)。点云的格式包括但不限于:*.pts; *.asc; *.dat; *.stl; *.imw;*.xyz。
逆向工程
稀疏点云或密集点云都是逆向造型的基础,有不少专门的逆向软件能够进行点云的编辑和处理,比如imageware、Geomagic、copycad和rapidform等等。逆向工程中,点云数据是通过仪器测量物体外表面而获得的点的集合,这些数据可以用于创建物体的三维数字模型。
激光点云
当一束激光照射到物体表面时,所反射的激光会携带方位、距离等信息。若将激光束按照某种轨迹进行扫描,便会边扫描边记录到反射的激光点信息,由于扫描极为精细,则能够得到大量的激光点,因而就可形成激光点云。激光点云中的强度信息反映了目标表面的材质、粗糙度、入射角方向,以及扫描仪的发射能量和激光波长等因素的综合影响。
自监督学习
大规模点云的手动注释需要花费大量时间,并且在恶劣的现实世界场景中通常不可用。 受视觉和语言任务中预训练和微调范式取得巨大成功的启发,预训练是获得 3D 点云下游任务的可扩展模型的一种潜在解决方案。 因此,一些方法探索了一种新的自监督学习方法,称为混合和分离 (MD),用于 3D 点云深度学习。 顾名思义,混合两个输入形状并要求模型学习将输入与混合形状分开。 利用这个重建任务作为自监督学习的借口优化目标。 有两个主要优点:与流行的图像数据集(例如 ImageNet)相比,点云数据集实际上很小。 混合过程可以提供更大的在线训练样本池;另一方面,解耦过程(Disentangle)促使模型挖掘几何先验知识,例如关键点。
目录
概述
概念介绍
逆向工程
激光点云
自监督学习
参考资料