[发明专利]一种三维点云直线特征提取方法

权利要求书

1.一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将原始点云沿不同方向投影到二维空间，生成多张2D图像并保留深度信息，采用非真实感渲染技术将深度信息转化为图像灰度值，使2D图像具有清晰的边缘；

S2、在2D图像中提取2D直线支持区；

S3、将2D直线支持区反投影到三维空间，得到3D直线支持区。

2.如权利要求1所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：采用LSD算法对2D图像进行直线检测分割，提取一组直线支持区，并采用反证检验法来控制虚假检测。

3.如权利要求1所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于：其还包括步骤S4，将3D直线支持区拟合成LSHP结构，所述LSHP结构为一对侧边相接的3D矩形片。

4.如权利要求3所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于：其还包括步骤S5，对每张2D图像重复步骤S1-S4，得到多个LSHP结构，对所述的多个LSHP结构进行合并、扩展。

5.如权利要求3或4所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下分步骤：

S41、将3D直线支持区沿着其主轴方向投影到2D平面，得到投影点集；

S42、在投影点集中提取V字型点集区域；

S43、采用最小中值二乘法对V字型点集区域的左、右两部分分别用平面进行拟合，得到两个拟合平面；

S44、根据两个拟合平面将3D支持区分成两个子区域，根据两个子区域内的点分别计算LSHP结构两个矩形片的参数。

6.如权利要求5所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述步骤S4还包括分步骤S45，基于LSHP结构验证3D直线支持区的置信度并滤除虚假的3D直线支持区。

7.如权利要求6所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述分步骤S45包括以下子步骤：

S451、判断LSHP结构是否满足位置约束条件，若不满足，则将其对应的3D直线支持区作为虚假3D直线支持区进行滤除，所述位置约束条件为：

medianp∈P(dist(p,β))≤θ]]>

其中，P为3D直线支持区的其中一个部分，β为拟合平面，阈值θ是原始点云中两个最近邻点的平均距离；

S452、判断LSHP结构是否满足参数关系约束条件，若不满足，则将其对应的3D直线支持区作为虚假3D直线支持区进行滤除，所述参数关系约束条件为：

14w1w2sin(α)>t1w1+t2w2]]>

其中，w₁、w₂分别为两个3D矩形片的宽度，t₁、t₂分别为两个3D矩形片的厚度，α为两个3D矩形片的夹角。

8.如权利要求4所述的一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下分步骤：

S51、对每张2D图像重复步骤S1-S4，得到多个LSHP结构；

S52、对于两两有交集的3D直线支持区，判断其合并后是否满足所述位置约束条件，若满足，则对其进行合并，并计算合并后的LSHP结构；

S53、将LSHP结构沿其直线段方向来进行区域增长；

S54、判断区域增长后LSHP结构是否满足所述位置约束条件，若满足，则对区域增长后的LSHP结构重复步骤S53，若不满足，则取消本次区域增长并停止。