点云匹配算法

NDT

Normalized Distribution Transform: 正态分布转换匹配

原理

NDT算法可以概括为以下三步,其中迭代优化是核心。

  • 预处理:首先将目标点云数据分为若干格子,并计算每个格子的正态分布参数。
  • 概率计算:然后将需要匹配的点云数据进行转换,对转换后的点云数据计算各点的概率密度。目标函数为各点概率密度之和。
  • 迭代优化:使用牛顿优化法法对目标函数进行迭代优化,直到满足收敛条件。

由于目标点云数据只需要处理一次,之后使用的都是处理后的均值mu以及协方差矩阵Sigma,并且没有查找最近点的开销,运算速度会比ICP快。

示例代码

ICP

Iterative Closest Point 迭代最近点

原理

ICP的本质是最小二乘法

参考

  1. NDT(Normal Distributions Transform)算法原理与公式推导
  2. ICP算法(Iterative Closest Point迭代最近点算法)