[發(fā)明專利]基于弱特征鄰域概率匹配的點(diǎn)云拼接方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910973196.5
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110992259B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳夢娟;劉希龍;顧慶毅;馬學(xué)健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所;中科南京人工智能創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/35
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.基于2D-3D弱特征匹配的RGB-D點(diǎn)云拼接方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、計算弱特征點(diǎn)的2D-3D描述子

在待拼接點(diǎn)云的RGB圖像中提取弱特征點(diǎn)，存儲所述弱特征點(diǎn)的2D描述子；

在RGB-D點(diǎn)云中找出所述弱特征點(diǎn)對應(yīng)的3D位置，計算對應(yīng)弱特征點(diǎn)的3D局部描述子；

結(jié)合所述2D描述子和3D局部描述子，生成2D-3D描述子；

步驟2、基于2D-3D特征描述子預(yù)匹配

基于2D-3D描述子進(jìn)行特征匹配，得到初始匹配點(diǎn)對；

步驟3、3D鄰域概率法匹配點(diǎn)篩選

構(gòu)建三維點(diǎn)云投票區(qū)域，計算預(yù)匹配點(diǎn)對的匹配概率，刪除誤匹配點(diǎn)，登記正確的匹配點(diǎn)并賦予匹配權(quán)重，直至未登記的正確特征點(diǎn)個數(shù)為零時，根據(jù)篩選出的匹配點(diǎn)的三維坐標(biāo)，計算待拼接點(diǎn)云的位姿關(guān)系；

步驟4、點(diǎn)云拼接

當(dāng)匹配誤差值小于設(shè)定的匹配誤差閾值時，根據(jù)上一步驟得到的位姿關(guān)系進(jìn)行點(diǎn)云轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云拼接；

反之，將上述位姿更新至步驟2中，重復(fù)步驟2至4。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于2D-3D弱特征匹配的RGB-D點(diǎn)云拼接方法，其特征在于，所述步驟1中，提取弱特征點(diǎn)的過程具體為：

計算待拼接點(diǎn)云對應(yīng)的RGB圖像各通道的縱橫梯度，將數(shù)據(jù)記為2D描述子a；比較2D描述子a與設(shè)定的梯度閾值向量b的關(guān)系，若(a-b)_i＞0，i＝1,2，……6，則該點(diǎn)為弱特征點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于2D-3D弱特征匹配的RGB-D點(diǎn)云拼接方法，其特征在于，所述步驟3中，3D鄰域概率法匹配點(diǎn)篩選進(jìn)一步包括根據(jù)深度信息刪除誤匹配點(diǎn)，即：計算每個匹配點(diǎn)對的深度值d1、d2與深度閾值δ的關(guān)系，若|d1-d2|δ,則該匹配點(diǎn)對為誤匹配，刪除誤匹配點(diǎn)對。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于2D-3D弱特征匹配的RGB-D點(diǎn)云拼接方法，其特征在于，所述步驟3中，基于3D鄰域概率刪除誤匹配點(diǎn)的過程具體為：

將待拼接點(diǎn)云劃分為網(wǎng)格，并構(gòu)建投票區(qū)域，根據(jù)預(yù)匹配特征點(diǎn)在兩幅點(diǎn)云中的位置，對投票圖像相應(yīng)位置加1；

對每個預(yù)匹配特征點(diǎn)，記錄每個匹配特征點(diǎn)在兩幅圖像中的所屬網(wǎng)格索引號，根據(jù)其一對網(wǎng)格索引號尋找投票圖像的所對應(yīng)的值，并將此值與閾值進(jìn)行比較，如果大于閾值δ₁，則為正確的匹配，否則為錯誤的匹配，并刪除錯誤的匹配點(diǎn)對。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于2D-3D弱特征匹配的RGB-D點(diǎn)云拼接方法，其特征在于，所述步驟3中，若未登記的特征點(diǎn)個數(shù)不為零時，尋找初始匹配點(diǎn)對并重新進(jìn)行特征點(diǎn)匹配。

6.一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5中任一項所述方法的步驟。

7.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法的步驟。