[發明專利]一種高精度三維點云獲取方法、系統、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201811346796.0
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109509208B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 史文中;李娜;項皓東
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G01C11/00;G01C15/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種高精度三維點云獲取方法，其特征在于，所述獲取方法包括：

獲取目標室內環境的初始點云數據，并從中提取得到對象特征信息；

根據所述對象特征信息確定所述初始點云數據中每兩幀點云中的同名對象；

根據所述同名對象計算所在的兩幀點云間的旋轉參數和平移參數，并根據所述旋轉參數和平移參數恢復得到三維激光掃描儀的運動軌跡；

根據所述運動軌跡對所述初始點云數據進行運動糾正，得到優化后點云數據；

將所述優化后點云數據中的各幀點云按所述運動軌跡進行拼接，得到所述目標室內環境的完整三維點云。

2.根據權利要求1所述的獲取方法，其特征在于，根據所述對象特征信息確定所述初始點云數據中每兩幀點云中的同名對象，包括：

根據所述對象特征信息確定所述初始點云數據中每兩個相鄰幀點云中的同名對象，得到相鄰幀同名對象。

3.根據權利要求2所述的獲取方法，其特征在于，在得到相鄰幀間同名對象之后，還包括：

按預設選取標準從所述初始點云數據包含的各幀點云中選取得到各關鍵幀點云；其中，所述初始點云數據中區別于各所述關鍵幀點云的各幀點云為其它幀點云；

根據所述對象特征信息確定每個所述關鍵幀點云與每個所述其它幀點云中的同名對象，得到關鍵幀同名對象。

4.根據權利要求3所述的獲取方法，其特征在于，根據所述同名對象計算所在的兩幀點云間的旋轉參數和平移參數，并根據所述旋轉參數和平移參數恢復得到三維激光掃描儀的運動軌跡，包括：

根據所述相鄰幀同名對象計算所在的兩相鄰幀間的旋轉參數和平移參數，得到第一參數，并根據所述第一參數恢復得到所述三維激光掃描儀的第一運動軌跡；

根據所述關鍵幀同名對象計算所在的關鍵幀點云與其它幀點云間的旋轉參數和平移參數，得到第二參數，并根據所述第二參數恢復得到所述三維激光掃描儀的第二運動軌跡。

5.根據權利要求4所述的獲取方法，其特征在于，在得到所述第一運動軌跡和所述第二運動軌跡之后、在根據所述運動軌跡拼接所述初始點云數據進行運動糾正之前，還包括：

對由所述第一運動軌跡和所述第二運動軌跡構成的軌跡圖執行圖優化操作，并將所述圖優化操作執行完畢后得到的結果作為所述運動軌跡。

6.根據權利要求1至5任一項所述的獲取方法，其特征在于，根據所述對象特征信息確定所述初始點云數據中每兩幀點云中的同名對象，包括：

在每兩幀點云中利用同名平面評測參數確定所述對象特征信息中的同名平面；其中，所述同名平面評測參數包括：兩平面間的夾角、距離、中心點距離、面積比例、點數量比例、距離面積比例以及時間比例中的至少一項；

在每兩幀點云中利用同名圓柱評測參數確定所述對象特征信息中的同名圓柱；其中，所述同名圓柱評測參數包括：兩圓柱間的中心線夾角、中心線距離、半徑差值中的至少一項。

7.根據權利要求6所述的獲取方法，其特征在于，根據所述同名對象計算所在的兩幀點云間的旋轉參數和平移參數，包括：

根據各所述同名對象，利用Levenberg-Marquardt算法求解兩幀點云間最優的旋轉參數和平移參數。

8.一種高精度三維點云獲取系統，其特征在于，所述獲取系統包括：

對象特征信息提取單元，用于獲取目標室內環境的初始點云數據，并從中提取得到對象特征信息；

同名對象確定單元，用于根據所述對象特征信息確定所述初始點云數據中每兩幀點云中的同名對象；

參數計算及運動軌跡恢復單元，用于根據所述同名對象計算所在的兩幀點云間的旋轉參數和平移參數，并根據所述旋轉參數和平移參數恢復得到三維激光掃描儀的運動軌跡；

運動糾正單元，用于根據所述運動軌跡對所述初始點云數據進行運動糾正，得到優化后點云數據；

按軌跡重拼接單元，用于將所述優化后點云數據中的各幀點云按所述運動軌跡進行拼接，得到所述目標室內環境的完整三維點云。