[發明專利]一種用于點云的配準方法及系統

有效

• 申請號: 202011054057.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN111915658B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 林歡;陳靜;齊海兵;任鵬;張峰
• 申請（專利權）人: 浙江智慧視頻安防創新中心有限公司
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T7/13
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 何家鵬

本申請公開了一種用于點云的配準方法及系統，所述方法包括：對第一源點云和第一目標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點云；從第二源點云中隨機提取第一共面點集，在第二目標點云中確定第二共面點集；根據第一共面點集和第二共面點集確定候選剛體變換參數，對第二源點云進行轉換，得到第三源點云；計算第三源點云與第二目標點云的最終重疊度；根據最終重疊度，從候選剛體變換參數中確定目標剛體變換參數，進行第一源點云與第二源點云的剛體變換。提取第一源點云和第一目標點云的邊緣后降采樣，得到第二源點云和第二目標點云，能夠提高配準精度；通過自動修改初始重疊率值，降低算法時間復雜度，加速點集的提取過程，效率高。

技術領域

本申請涉及三維重建技術領域，尤其涉及一種用于點云的配準方法及系統。

背景技術

近來，三維測量和重建的需求日益增加。點云配準作為三維測量和重建技術的基礎技術重要性不言而喻，點云配準是將在任意初始位置掃描得到的點云匹配到對應區域，并從中估計出最佳配準的相應剛性變換參數的過程。

通常，這種轉換參數是通過兩步程序估算的：初始配準和精確配準。初始配準計算會計算出兩幅點云之間粗略而且準確的姿態關系，從而避免接下來的精確配準陷入局部最優解。此外，良好的初始配準也可以加速精確配準的過程。

然而，現有的點云配準方法雖然可以獲得很高的配準精度，但其計算復雜度經常降至最差情況O(n³)，且計算時間長（冪越高復雜度越高，消耗時間越長），效率低。

綜上所述，需要提供一種計算復雜度低且計算耗時短的效率高的用于點云的配準方法及系統。

發明內容

為解決以上問題，本申請提出了一種用于點云的配準方法及系統。

一方面，本申請提出一種用于點云的配準方法，包括：

分別對第一源點云和第一目標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，在第二目標點云中確定第二共面點集；

根據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；

根據所述候選剛體變換參數，對第二源點云進行轉換，得到第三源點云；

計算所述第三源點云與第二目標點云的最終重疊度；

根據所述最終重疊度，從所述候選剛體變換參數中確定目標剛體變換參數，進行第一源點云與第二源點云的剛體變換。

優選地，所述分別對第一源點云和第一目標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點云，包括：

分別提取第一源點云的邊緣點集和第一目標點云的邊緣點集；

使用濾波器對分別對第一源點云的非邊緣點集以及第一目標點云的非邊緣點集進行降采樣，得到降采樣后的非邊緣第一源點云的點集和降采樣后的非邊緣第一目標點云的點集；

組合所述第一源點云的邊緣點集與所述降采樣后的非邊緣第一源點云的點集，得到第二源點云；

組合所述第一目標點云的邊緣點集與所述降采樣后的非邊緣第一目標點云的點集，得到第二目標點云。

優選地，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：

設置點云的初始重疊率值，第一迭代次數和點集匹配失敗次數。

優選地，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；