ISS(Intrinsic Shape Signatures)是由Yu Zhong于2009年提出的一種三維形狀描述子,用于描述局部或半局部區域的點云,局部區域可以理解為以一個點云中某點為球心,以一定半徑構成的可以包含多個內點的球形區域,半局部則是半個球形區域。ISS可用于不同視角點云的配準、快速姿態估計、三維物體識別和檢索。該方法具有穩定、可重復性、信息豐富的特點。
(1)設點云P中有n個點,對于P中的任意一點p_i,在給定搜索半徑r下形成一個球形區域。
(2)計算在r半徑范圍內,查詢點p_i與其鄰域內其他點p_j之間的權值ω_ij,計算公式如下,式中‖p_j?p_i‖<r :
(3)建立當前點p_i的協方差矩陣:
(4)計算cov(p_i)的特征向量和特征值,特征值按照從大到小進行排序為{e_i^1,e_i^2,e_i^3},特征向量排序結果表示為{λ_i^1,λ_i^2,λ_i^3}。以p_i為原點構建局部坐標系,使用e_i^1和e_i^2作為x和y軸,以e_i^1?e_i^2為z軸,圖中(ρ,θ,φ)為點p_j在局部坐標系中的極坐標表示。