激光与光电子学进展, 2019, 56 (5): 052804, 网络出版: 2019-07-31   

基于多尺度特征和PointNet的LiDAR点云地物分类方法 下载: 1815次

Terrain Classification of LiDAR Point Cloud Based on Multi-Scale Features and PointNet
作者单位
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 东北电力大学理学院, 吉林 吉林 132000
图 & 表

图 1. 多尺度特征与PointNet结合的深度神经网络模型

Fig. 1. Deep neural network model combining multiscale features with PointNet

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图 2. PointNet网络架构

Fig. 2. PointNet network architecture

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图 3. 点云中不同尺度下的邻域。(a)尺度一;(b)尺度二;(c)尺度三

Fig. 3. Neighbors of different scales in point clouds. (a) Scale 1; (b) scale 2; (c) scale 3

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图 4. Semantic 3D数据集的点云。(a)区域1;(b)区域2

Fig. 4. Point cloud of Semantic 3D dataset. (a) Area 1; (b) area 2

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图 5. Vaihingen城市数据集的点云。(a)区域1;(b)区域2;(c)区域3

Fig. 5. Point cloud of Vaihingen city dataset. (a) Area 1; (b) area 2; (c) area 3

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图 6. Semantic 3D数据集的分类结果。(a)输入点云;(b) PointNet;(c)所提算法

Fig. 6. Classification results of Semantic 3D dataset. (a) Input point cloud; (b) PointNet; (c) proposed algorithm

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图 7. Vaihingen城市数据集的分类结果。(a)输入点云;(b) PointNet;(c)所提算法

Fig. 7. Classification results of Vaihingen city dataset. (a) Input point cloud; (b) PointNet; (c) proposed algorithm

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表 1不同尺度下的实验结果

Table1. Experimental results of different scales

Scales=2s=3s=4
Multi-scale90.789.889.2
Scale 185.285.285.2
Scale 286.487.386.1
Scale 386.184.984.3

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表 2Semantic 3D数据集的各类别IoU

Table2. Each category IoU of Semantic 3D dataset%

AlgorithmMeanIoUMan-madeterrainNaturalterrainHighvegetationLowvegetationBuildingsHardscapeScanningartefactsCars
Ref. [22]58.585.683.274.232.489.718.525.159.2
Ref. [23]59.182.077.379.722.991.118.437.364.4
Ref. [24]61.383.966.086.040.591.130.927.564.3
Proposed67.485.687.190.542.393.231.640.867.8

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表 3Semantic 3D数据集的分类精度以及运行时间

Table3. Classification accuracy and runtime of Semantic 3D dataset

AlgorithmMeanIoU /%Overallaccuracy /%Runtime /s
Ref. [22]58.588.9-
Ref. [23]59.188.63600.00
Ref. [24]61.388.11881.00
Proposed67.490.74300.00

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表 4Vaihingen城市数据集的各类别IoU

Table4. Each category IoU of Vaihingen city dataset%

AlgorithmMeanIoU /%Power lineCarLowvegetationImpervioussurfacesRoofFence /hedgeFacadeShrubTree
PointNet32.00.823.232.147.684.72.35.715.476.2
Proposed34.91.234.336.949.386.82.64.813.385.7

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表 5Vaihingen城市数据集的分类精度以及运行时间

Table5. Classification accuracy and runtime of Vaihingen city dataset

AlgorithmMean IoU /%Overall accuracy /%Average class accuracy /%Runtime /s
PointNet32.065.238.11500.00
Proposed34.974.343.62300.00

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赵中阳, 程英蕾, 释小松, 秦先祥, 李鑫. 基于多尺度特征和PointNet的LiDAR点云地物分类方法[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(5): 052804. Zhongyang Zhao, Yinglei Cheng, Xiaosong Shi, Xianxiang Qin, Xin Li. Terrain Classification of LiDAR Point Cloud Based on Multi-Scale Features and PointNet[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(5): 052804.

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