[发明专利]对准数据的方法

权利要求书

1.一种用于对准数据的方法，其中，所述数据具有三个维度，该方法包括以下步骤：

从第一坐标系中的所述数据中选择第一组基元，其中，所述第一组基元包括至少一个面、至少一个点、以及是点或者是面的第三基元；

从第二坐标系中的所述数据中选择第二组基元，其中，所述第二组基元包括至少一个面、至少一个点、以及与所述第一组基元中的所述第三基元相对应的第三基元；

确定使由点对点的误差和面对面的误差的组合形成的误差最小化的、所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的6-DOF刚体变换[R，t]，其中，所述点对点的误差包括使用所述6-DOF刚体变换进行变换后的所述第一坐标系的点与所述第二坐标系的点之间的距离，所述面对面的误差包括使用所述6-DOF刚体变换进行变换后的所述第一坐标系的面与所述第二坐标系的面之间的距离；

以及

在所述第一组基元和所述第二组基元中，使用所述6-DOF刚体变换，彼此对准面并彼此对准点，以获得包括对准的点和对准的面的对准的基元，其中，所述对准的点的坐标系互相匹配，所述对准的面的法线和对准的面与所述第一坐标系和所述第二坐标系的原点之间的距离互相匹配，6-DOF刚体变换的R是旋转矩阵，t是平移向量，

上述各步骤由同步定位和映射系统的处理器执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对准是全局的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对准是实时的。

4.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

获取所述数据作为深度映射。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述深度映射是通过3D传感器获取的。

6.根据权利要求4所述的方法，该方法进一步包括：

在全局映射中维持对准的基元。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对准使用随机抽样一致过程。

8.根据权利要求4所述的方法，该方法进一步包括：

通过位置和描述符表示每个点，以及通过单位法向量和到相应坐标系的原点的距离表示每个面。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，每个面是通过以下步骤选择的：

在3D点云中随机选择一组基准点；

利用局部窗口内部的附近的点确定针对每个基准点的最佳面；

关于所述深度映射的栅格图形确定形成与所述基准点的连接成分的全部内围层；

识别具有预定数量的内围层的最佳面；以及

从所述3D点云中移除所述内围层。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，利用所述点和所述面通过束调整对所述全局映射进行了优化。

11.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

在所述对准期间根据以下内容识别错误匹配：点之间的距离；点和面之间的距离；或者各个坐标系中的两个面的法线之间的角度。

12.根据权利要求7所述的方法，该方法进一步包括：

按照以下顺序利用可用的三个一组的基元对所述随机抽样一致过程进行初始化：3个面、2个面和1个点、1个面和2个点、或者3个点。

13.根据权利要求4所述的方法，其中，每个点是通过3D关键点检测器选择的。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述束调整强制实施所述面之间的几何约束。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法的输出包括场景的对准点云和基于面的表示。

16.根据权利要求5所述的方法，其中，所述3D传感器在所述获取期间是可移动的。

17.根据权利要求4所述的方法，该方法进一步包括：

获取与所述深度映射相对应的纹理图像。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，各个点通过2D关键点检测器选择，所述2D关键点检测器应用于所述纹理图像并且利用所述深度映射向后投射检测到的关键点。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述纹理图像是通过照相机获取的。