[發(fā)明專利]用于大RGB-D掃描的可縮放自動(dòng)全局配準(zhǔn)的基于關(guān)鍵點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)特征

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680069584.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN108604301B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·F·羅伯特;N·格羅斯;Y·納塔利;L·麥爾勒斯;F·普瑞西斯歐;D·林格拉達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐特克公司
• 主分類號(hào): G06V10/44
• 分類號(hào): G06V10/44;G06T7/30
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

1.一種用于全局配準(zhǔn)點(diǎn)云掃描的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，包含：

(a)獲取第一點(diǎn)云和第二點(diǎn)云，所述第一點(diǎn)云和所述第二點(diǎn)云是三維點(diǎn)云即3D點(diǎn)云，其中：

(1)所述第一點(diǎn)云和所述第二點(diǎn)云具有共同的點(diǎn)的子集；

(2)沒有關(guān)于所述第一點(diǎn)云與所述第二點(diǎn)云之間的對(duì)準(zhǔn)的先驗(yàn)知識(shí)；

(b)檢測(cè)特定點(diǎn)，其中所述特定點(diǎn)是所述第一點(diǎn)云內(nèi)的可能在所述第二點(diǎn)云中被識(shí)別的那些點(diǎn)，以及所述第二點(diǎn)云內(nèi)的可能在所述第一點(diǎn)云中被識(shí)別的那些點(diǎn)；

(c)檢索關(guān)于檢測(cè)到的特定點(diǎn)中的每個(gè)的法線的信息；

(d)在檢測(cè)到的特定點(diǎn)中的每個(gè)上構(gòu)建描述符，其中每個(gè)描述符只描述3D信息；

(e)確定描述符的一個(gè)或更多個(gè)匹配對(duì)，其中所述一個(gè)或更多個(gè)匹配對(duì)中的每個(gè)包含來(lái)自所述第一點(diǎn)云的第一描述符和來(lái)自所述第二點(diǎn)云的第二描述符；

(f)估計(jì)一個(gè)或更多個(gè)剛性變換假設(shè)，其中：

(1)每個(gè)剛性變換假設(shè)表示所述第一點(diǎn)云與所述第二點(diǎn)云之間的變換；

(2)每個(gè)剛性變換假設(shè)是基于所述描述符的所述一個(gè)或更多個(gè)匹配對(duì)中的所述3D信息；

(g)將所述一個(gè)或更多個(gè)剛性變換假設(shè)累積到擬合空間中；

(h)基于密度選擇所述一個(gè)或更多個(gè)剛性變換假設(shè)中的一個(gè)或更多個(gè)；

(i)基于評(píng)分驗(yàn)證一個(gè)或更多個(gè)所選的剛性變換假設(shè)；以及

(j)選擇經(jīng)驗(yàn)證的所選的剛性變換假設(shè)中的一個(gè)作為所述第一點(diǎn)云與所述第二點(diǎn)云之間的配準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述第一點(diǎn)云和所述第二點(diǎn)云是從LiDAR掃描獲取的，即所述第一點(diǎn)云和所述第二點(diǎn)云是從光成像、檢測(cè)和測(cè)距掃描獲取的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中通過(guò)在所述第一點(diǎn)云上以不同尺度從事連續(xù)過(guò)濾來(lái)執(zhí)行所述檢測(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述檢測(cè)進(jìn)一步包含：

基于響應(yīng)強(qiáng)度的閾值過(guò)濾所述第一點(diǎn)云內(nèi)的那些點(diǎn)；

將所述第一點(diǎn)云的空間分割成固定大小的3D bucket；以及

僅考慮所述固定大小的3D bucket的每個(gè)中的前n個(gè)最強(qiáng)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述檢索包含：

考慮檢測(cè)到的特定點(diǎn)中的每個(gè)周圍的鄰域，其中每個(gè)鄰域?qū)?yīng)于檢測(cè)到的特定點(diǎn)；

使用歸一化最小二乘法嘗試在每個(gè)鄰域周圍擬合平面；

如果所述嘗試是成功的；

基于所述平面，計(jì)算對(duì)應(yīng)的檢測(cè)到的特定點(diǎn)的法線；

細(xì)化所述法線；以及

丟棄所述檢測(cè)到的特定點(diǎn)中不具有所計(jì)算的法線的特定點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述構(gòu)建包含：

估計(jì)第一檢測(cè)到的特定點(diǎn)和第二檢測(cè)到的特定點(diǎn)之間的空間距離；

估計(jì)所述第一檢測(cè)到的特定點(diǎn)的第一法線與在所述第一檢測(cè)到的特定點(diǎn)和所述第二檢測(cè)到的特定點(diǎn)之間定義的線之間的第一角度；

估計(jì)所述第二檢測(cè)到的特定點(diǎn)的第二法線與在所述第一檢測(cè)到的特定點(diǎn)和所述第二檢測(cè)到的特定點(diǎn)之間定義的所述線之間的第二角度；以及

估計(jì)所述第一法線和所述第二法線之間的第三角度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述確定所述描述符的所述一個(gè)或更多個(gè)匹配對(duì)包含：

使用所有所述描述符構(gòu)建4D kd-樹；

對(duì)于所述第一描述符，在所述4D kd-樹中對(duì)來(lái)自所述第二點(diǎn)云的候選描述符執(zhí)行最近鄰域搜索；

保留與所述第一描述符的距離在閾值之內(nèi)的所述候選描述符中的一個(gè)或更多個(gè)；以及

存儲(chǔ)被保留的所述候選描述符中的所述一個(gè)或更多個(gè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中所述評(píng)分是基于：

作為第一準(zhǔn)則的每個(gè)所選的剛性變換假設(shè)的平移；以及

作為第二準(zhǔn)則的每個(gè)所選的剛性變換假設(shè)的旋轉(zhuǎn)。