[發明專利]一種基于虛擬超點的激光點云配準方法和系統

在審

• 申請號: 202211360543.5
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN115661218A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名;孫喜亮;王爽;吳芳芳
• 申請（專利權）人: 北京數字綠土科技股份有限公司;武漢綠土圖景科技有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 羅碩

1.一種基于虛擬超點的激光點云配準方法，其特征在于，包括：

對激光雷達獲取的點云數據進行預處理，分別得到待配準的源點云和目標點云；

將所述源點云和目標點云投影至球形坐標系，使用稀疏卷積提取投影后的所述源點云和目標點云的特征，得到所述源點云和目標點云分別對應的超點和超點特征；

根據所述源點云和目標點云的超點特征之間的歐氏距離，計算得到特征對應概率；

查找所述源點云中每個超點在所述目標點云中特征對應概率最大的預定數量的超點，使用所述預定數量的超點生成目標點云中虛擬超點及超點特征；

根據所述源點云的超點分別與所述目標點云中虛擬超點及超點特征的對應關系，生成點云配準結果。

2.根據權利要求1所述的激光點云配準方法，其特征在于，所述對激光雷達獲取的點云數據進行預處理，分別得到待配準的源點云和目標點云的步驟，包括：

使用激光雷達掃描被監測場景，得到所述被監測場景對應的點云數據；

對所述點云數據進行體素濾波，得到所述源點云和目標點云。

3.根據權利要求1所述的激光點云配準方法，其特征在于，所述將源點云和目標點云投影至球形坐標系，使用稀疏卷積提取投影后的所述源點云和目標點云的特征的步驟，包括：

將所述源點云和目標點云投影至所述球形坐標系，使用所述球形坐標系分別得到所述源點云和目標點云的球形坐標；

將投影至所述球形坐標系的源點云和目標點云輸入至稀疏卷積模塊進行特征提??；

根據所述源點云和目標點云的球形坐標，分別計算得到所述源點云的超點和超點特征，以及目標點云的超點和超點特征。

4.根據權利要求1或3所述的激光點云配準方法，其特征在于，所述根據所述源點云和目標點云的超點特征之間的歐氏距離，計算得到特征對應概率的步驟，包括：

根據所述源點云和目標點云分別對應的超點特征之間的距離，計算得到兩組超點的距離矩陣；

使用Softmax函數對所述距離矩陣進行歸一化處理，得到所述距離矩陣對應的概率矩陣。

5.根據權利要求4所述的激光點云配準方法，其特征在于，所述查找所述源點云中每個超點在所述目標點云中特征對應概率最大的預定數量的超點，使用所述預定數量的超點生成目標點云中虛擬超點及超點特征的步驟，包括：

求解所述概率矩陣，計算得到所述源點云中每個超點在所述目標點云中的特征對應概率；

選取特征對應概率最大的預定數量的超點和超點特征；

根據所述預定數量的超點和超點特征，使用基于距離的加權融合策略分別計算得到所述虛擬超點及超點特征。

6.根據權利要求1所述的激光點云配準方法，其特征在于，所述根據所述源點云的超點分別與所述目標點云中虛擬超點及超點特征的對應關系，生成點云配準結果的步驟，包括：

獲取所述超點與虛擬超點的對應關系，以及所述超點的超點特征與虛擬超點的超點特征的對應關系；

根據所述超點與虛擬超點的對應關系，以及所述超點的超點特征與虛擬超點的超點特征的對應關系，使用RANSAC算法，計算得到點云數據的平移矩陣和旋轉矩陣。

7.根據權利要求6所述的激光點云配準方法，其特征在于，在計算得到所述點云數據的平移矩陣和旋轉矩陣的步驟之后，所述方法還包括：

使用ICP算法對所述平移矩陣和旋轉矩陣分別進行計算，得到所述點云配準結果。