[發(fā)明專利]一種用于點云的配準(zhǔn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011054057.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN111915658B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林歡;陳靜;齊海兵;任鵬;張峰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江智慧視頻安防創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T7/13
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 何家鵬

1.一種用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

分別對第一源點云和第一目標(biāo)點云進行邊緣提取以及降采樣，得到第二源點云和第二目標(biāo)點云；其中，邊緣提取具體包括：分別提取第一源點云和第一目標(biāo)點云的邊緣點集，通過體素網(wǎng)格濾波器分別對第一源點云中非邊緣點集和第一目標(biāo)點云中非邊緣點集進行降采樣，再組合，得到保留邊緣特征的稀疏源點云作為第二源點云和保留邊緣特征的稀疏目標(biāo)點云作為第二目標(biāo)點云；

從所述第二源點云中隨機提取第一共面點集，在第二目標(biāo)點云中確定第二共面點集；

根據(jù)所述第一共面點集和所述第二共面點集確定候選剛體變換參數(shù)；

根據(jù)所述候選剛體變換參數(shù)，對第二源點云進行轉(zhuǎn)換，得到第三源點云；

計算所述第三源點云與第二目標(biāo)點云的最終重疊度，記錄第一迭代次數(shù)N次數(shù)下候選剛體變換參數(shù)以及對應(yīng)最終重疊度；

根據(jù)所述最終重疊度，從所述候選剛體變換參數(shù)中確定目標(biāo)剛體變換參數(shù)，進行第一源點云與第二源點云的剛體變換，具體為：如果第一迭代次數(shù)N達(dá)到最大迭代次數(shù)，則算法結(jié)束并使用LCP策略尋找配準(zhǔn)后最大最終重疊度的剛體變換參數(shù)作為第一源點云P和第一目標(biāo)點云T之間的目標(biāo)剛體變換參數(shù)，使用目標(biāo)剛體變換參數(shù)，進行第一源點云與第二源點云的剛體變換，如果第一迭代次數(shù)N沒有達(dá)到最大迭代次數(shù)則繼續(xù)迭代，其中，在迭代過程中通過自適應(yīng)調(diào)整點云初始重疊率值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，在所述從所述第二源點云中隨機提取第一共面點集之前，還包括：

設(shè)置點云的初始重疊率值，第一迭代次數(shù)和點集匹配失敗次數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述從所述第二源點云中隨機提取第一共面點集，包括：

計算第二源點云的最大間距；

根據(jù)初始重疊率值和所述最大間距，從第二源點云中隨機選取三個點，三個點中，點與點之間的距離接近所述初始重疊率值與所述最大間距的乘積；

對所述三個點進行平面擬合，確定平面方程；

從所述第二源點云中獲取第四個點，根據(jù)所述平面方程和位置條件，確定第一共面點集。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述從所述第二源點云中獲取第四個點，根據(jù)所述平面方程和位置條件，確定第一共面點集，包括：

從所述第二源點云中獲取第四個點；

判斷所述第四個點是否同時滿足平面方程以及位置條件；

若滿足，則所述第四個點與三個點形成所述第一共面點集；

若不滿足，則執(zhí)行所述根據(jù)初始重疊率值和所述最大間距，從第二源點云中隨機選取三個點的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述在第二目標(biāo)點云中確定第二共面點集，包括：

根據(jù)所述第一共面點集，確定第一共面點集的第四點與第一共面點集的第二點之間的第一夾角值和所述第一共面點集的第一交點的位置；

根據(jù)所述第一交點的位置，確定第一比例參數(shù)和第二比例參數(shù)；

更新第二迭代次數(shù)；

若第二迭代次數(shù)未到達(dá)第二迭代閾值，則隨機在第二目標(biāo)點云中尋找第二共面點集的第二點和第三點，所述第二共面點集的第二點和第二共面點集的第三點之間的距離與所述第一共面點集的第二點和第三點之間的距離接近；

根據(jù)所述第二比例參數(shù)，確定第二交點的位置；

從所述第二目標(biāo)點云中確定第二共面點集的第四點；

判斷所述第二共面點集的第四點是否滿足匹配條件；

若滿足，則在所述第二目標(biāo)點云中，根據(jù)第二共面點集的第四點和第二交點，確定第二共面點集的第一點；

所述第二共面點集的第一點、第二點、第三點和第四點組成所述第二共面點集。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于點云的配準(zhǔn)方法，其特征在于，在所述更新第二迭代次數(shù)之后，還包括：

若第二迭代次數(shù)達(dá)到第二迭代閾值，則更新第一迭代次數(shù)，執(zhí)行所述在第二目標(biāo)點云中確定第二共面點集的操作。