[發明專利]一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法在審
| 申請號： | 202210387198.8 | 申請日： | 2022-04-13 |
| 公開（公告）號： | CN114862922A | 公開（公告）日： | 2022-08-05 |
| 發明（設計）人： | 劉大煒;聶海平;楊林志;陳洪宇;申皓;趙慧潔;李旭東;姜宏志 | 申請（專利權）人： | 成都飛機工業（集團）有限責任公司;北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06T7/30 | 分類號： | G06T7/30 |
| 代理公司： | 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211 | 代理人： | 蘇丹 |
| 地址： | 610092 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 耦合 幾何 曲率 一致性 約束 深度 圖像 方法 | ||
本發明涉及三維測量領域，尤其涉及一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法，包括包含以下步驟：計算相鄰測量坐標系的空間轉換關系Ti?1,i；用Ti?1,i計算當前測量坐標系Ti；表示相鄰深度圖像之間相鄰像素的關系li?1,i；得到相對位姿增量優化目標表達式ε；計算相對位姿增量優化目標ε‘；得到目標函數E；優化目標函數E。本發明提出了一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法，通過耦合幾何約束和曲率約束，提升了深度圖像配準的精度，并且整體方法簡單，操作快捷。
技術領域
本發明涉及三維測量領域，尤其涉及一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法。
背景技術
由于精度高、測量速度快，結構光測量技術已經廣泛應用于航空航天、船舶、車輛等制造領域。結構光測量主要的問題在于掃描過程中的順序配準累積誤差難以消除，最終造成重建結果精度降低，甚至出現明顯的點云數據分層造成測量精度的降低。針對這一問題，本發明提出了一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法，通過耦合幾何約束和曲率約束，提升了深度圖像配準的精度。
發明內容
本為了解決現有技術中的上述缺陷，本發明通過耦合幾何約束和曲率約束，提出了一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法。
為了實現上述技術效果，本發明通過下述技術方案實現：
一種基于耦合幾何和曲率一致性約束的深度圖像配準方法，包含以下步驟：
步驟1.計算相鄰測量坐標系的空間轉換關系Ti-1,i；
步驟2.用Ti-1,i計算當前測量坐標系Ti；
步驟3.表示相鄰深度圖像之間相鄰像素的關系li-1,i；
步驟4.得到相對位姿增量優化目標表達式ε；
步驟5.計算相對位姿增量優化目標ε‘；
步驟6.得到目標函數E；
步驟7.優化目標函數E。
進一步地，所述步驟1具體為：以第一次測量時的相機坐標系作為參考坐標系，通過依次將第i次測量數據與第i-1次測量數據進行配準，就可以獲得當前測量坐標系相對上次測量坐標系的空間變換關系Ti-1,i＝[Ri-1,i ti-1,i]。
進一步地，所述步驟2具體為：當前測量坐標系根據上一次測量坐標系和兩坐標系之間的空間位姿Ti-1,i得到，即
Ti＝Ti-1×Ti-1,i
進一步地，所述步驟3具體為：在計算過程中，深度圖像Di中像素xi與深度圖像Di-1中像素xi-1之間的關系可以表示為，
為兩個深度像素的關系。
進一步地，所述步驟4具體為：基于點到面距離誤差度量，迭代過程相對位姿增量ΔTi-1,i優化目標為
ε＝∑||(ΔTi-1Ti-1,ipi(xi)-pi-1(xi-1)·ni-1(xi-1))||2
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