[發明專利]一種點云拼接方法

在審

• 申請號: 201611145923.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN108615220A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 胡秀鳳
• 申請（專利權）人: 武漢禾十數據研究院有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 姜學德

本發明提供一種點云拼接系統及方法，所述方法包括：讀取需要拼接的兩組點云以及預設的拼接精度；將所讀取的兩組點云進行初始拼接；將初始拼接后的兩組點云的重疊區域的兩片點云分別擬合成曲面；根據擬合好兩片曲面分別計算該兩組點云中的初始對應點，得到兩組初始對應點集；去掉上述兩組初始對應點集中的異常點，得到最終確立的兩組對應點集。本發明所述的點云拼接方法，可以將多比點云數據，根據點云上的特征，進行拼接，使得分散的點云數據成為整塊點云，此外，通過利用修正后的對應點集以及最小二乘法計算兩組點云之間的轉換關系，精確地拼接兩組點云。

技術領域

本發明涉及一種點云處理方法，特別是關于一種點云拼接方法。

背景技術

點云拼接技術通常分為初始配準和精確拼接兩步。初始配準一般采用基于相同特征點的方法，然后再采用點云精拼接最近點迭代（Iterative closest Point，ICP）精確拼接算法。然而，大多數時候由于沒有特征點或特征點不足，比如手動拼接，轉臺拼接等不是靠匹配特征點進行初始配準的，此時傳統的 ICP 算法需要計算每一個點的距離，計算量大， 所需時間較長，而且容易陷入局部收斂，不能夠得到一個好的拼接結果。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，有必要提供一種點云拼接方法，能夠快速、精確地對點云進行拼接。

本發明的具體技術方案如下：

一種點云拼接方法，該方法包括步驟：輸入步驟，向計算機存儲裝置中輸入多塊待測點云數據；獲取步驟：從計算機存儲裝置中讀取需要拼接的兩組點云，以及接收一預設的拼接精度；粗拼步驟：將所讀取的兩組點云進行初始拼接；解析步驟：確定初始拼接后的兩組點云的重疊區域，將重疊區域的兩片點云分別擬合成曲面；計算步驟一：當擬合好兩片曲面后，分別計算該兩組點云中的初始對應點，得到兩組初 始對應點集；修正步驟：根據預設的約束條件，去掉上述兩組初始對應點集中的異常點，得到最終確立的兩組對應點集；計算步驟二：對齊步驟，選擇一塊點云，將該塊點云中所有標志點的集合作為基準點集，剩下的一塊點云上所有標志點的集合各作為一個移動點集，利用點云對齊方法將一個移動點集與所述標準點集進行對齊，得到該移動點集與標準點集對齊的旋轉矩陣；及拼接步驟，利用所述旋轉矩陣及用戶設置的對齊精度，將所述移動點集所在的點云和基準點集所在的點云進行對齊，以完成所述移動點集所在的點云和基準點集所在的點云的 拼接。

所述計算步驟一中通過選取一個 矩形區域包圍所述的重疊區域，并將矩形細分成多個小矩形，小矩形的邊長為平均點間距， 在每個小矩形內取中心點在所述兩片曲面上的投影點作為一對對應點，分別計算該兩組點 云中的初始對應點，并得到兩組初始對應點集，其中所述一對對應點稱為點對。

本發明還提供適用于上述點云拼接方法的點云拼接系統，包括輸入模塊，向計算機存儲裝置中輸入多塊待測點云數據；獲取模塊：從計算機存儲裝置中讀取需要拼接的兩組點云，以及接收一預設的拼接精度；粗拼模塊：將所讀取的兩組點云進行初始拼接；解析模塊：確定初始拼接后的兩組點云的重疊區域，將重疊區域的兩片點云分別擬合成曲面；計算步驟一：當擬合好兩片曲面后，分別計算該兩組點云中的初始對應點，得到兩組初 始對應點集；修正模塊：根據預設的約束條件，去掉上述兩組初始對應點集中的異常點，得到最終確立的兩組對應點集；計算步驟二：對齊步驟，選擇一塊點云，將該塊點云中所有標志點的集合作為基準點集，剩下的一塊點云上所有標志點的集合各作為一個移動點集，利用點云對齊方法將一個移動點集與所述標準點集進行對齊，得到該移動點集與標準點集對齊的旋轉矩陣；及拼接模塊，利用所述旋轉矩陣及用戶設置的對齊精度，將所述移動點集所在的點云和基準點集所在的點云進行對齊，以完成所述移動點集所在的點云和基準點集所在的點云的拼接。

相較于現有技術，本發明所述的點云拼接方法，可以將多比點云數據，根據點云上的特征， 進行拼接，使得分散的點云數據成為整塊點云，此外，通過利用修正后的對應點集以及最小二乘法計算兩組點云之間的轉換關系，精確地拼接兩組點云。

附圖說明