[發(fā)明專利]一種基于SFM的點云孔洞修補方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710637964.0
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107590825B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 蓋紹彥;達飛鵬;曾露露
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種基于SFM的點云孔洞修補方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：點云孔洞邊界獲取：利用在光柵投影中獲取的點云二維相位信息來提取點云孔洞邊界，首先提取出點云的內(nèi)外邊界點；第二步去除點云的外邊界點；

步驟2：對兩幅點云進行配準：首先利用基于共面四點集的RANSAC算法進行粗配準，然后利用改進的ICP算法進行精確配準；

步驟3：提取補充點：在完成配準后，利用步驟1中得到的點云孔洞邊界，提取出SFM法獲取的點云P_s在光柵投影法獲取的點云P_w中孔洞區(qū)域的補充點IP；

步驟4：利用徑向基函數(shù)填補點云孔洞區(qū)域：首先將孔洞邊界點向二維平面投影獲取點云邊界特征多邊形，然后利用邊界特征多邊形的特征進行插值，獲得初始修補點集FP＝{fp_i,i＝1,2,3,...n}，然后根據(jù)徑向基函數(shù)調(diào)整初始修補點集從而獲得最終修補點集；

步驟4.1：提取孔洞特征多邊形：用最小二乘法將步驟1中提取出來的點云孔洞點H＝{h_i，i＝1,2,3...n}投影到二維平面獲得投影矩陣PM，形成孔洞特征多邊形；

步驟4.2：獲取粗修復點：先獲取孔洞特征多邊形的邊長，取邊長的均值d作為步長在孔洞區(qū)域進行插值從而獲得二維平面上的修補點；利用步驟4.1中獲取的PM將插值點映射回三維平面，獲取粗修復點FP＝{fp_i,i＝1,2,3,...n}；

步驟4.3：修補孔洞：首先對步驟3中添加了信息補充點的點云集合NP建立kd樹，然后對FP中任意的一個點fp_i選取k個鄰域點，利用RBF函數(shù)建立空間曲面，最后根據(jù)梯度條件使得fp_i向曲面調(diào)整以滿足點云表面曲率要求；其中每一點fp_i對應的空間曲面方程為

F(x,y,z)＝p₀+p₁x+p₂y+p₃z+β

其中β為誤差項,空間曲面方程的未知數(shù)ω_j,p₀,p₁,p₂,p₃可以通過求解公式QA＝B獲得；其中A＝[ω₁ ω₂…ω_n p₀ p₁ p₂ p₃]^T B＝[δ₁ δ₂…δ_n 0 0 0 0]^T，實驗中δ_i為誤差值，δ₁＝δ₂＝...＝δ_n＝0.1，N＝{N_ix，N_iy，N_iz，i＝1,2...，6}，D_ij＝|N_i-N_j|^3/2i＝1,2,...，6,j＝1,2,...6。