[发明专利]一种三维点云的局部特征提取方法及装置

权利要求书

1.一种三维点云的局部特征提取方法，包括：其特征在于，包括：

分别计算待提取的局部特征点与预设的点云球体中每个体元素的点的角度信息以及计算所述待提取的局部特征点与每个所述体元素的点之间的曲面的凹凸信息，所述预设的点云球体中包含若干个体元素，所述体元素与所述待提取局部特征点相邻；

根据所述角度信息以及所述凹凸信息进行直方图统计，生成与每个所述体元素一一对应的直方图；

将与预设的点云球体中各个所述体元素一一对应的各个直方图连接，得到提取向量；

对所述提取向量进行指数归一化处理以及第二范式归一化处理。

2.如权利要求1所述的三维点云的局部特征提取方法，其特征在于，所述分别计算待提取的局部特征点与预设的点云球体中每个体元素的点的角度信息以及计算所述待提取的局部特征点与每个所述体元素的点之间的曲面的凹凸信息之前包括：

构建一个以所述待提取的局部特征点为球心，预设长度为半径的点云球体；

沿方向角、仰角和以及所述点云球体的半径，将所述点云球体进行分割，得到若干个与所述待提取局部特征点相邻的体元素。

3.如权利要求2所述的三维点云的局部特征提取方法，其特征在于，所述分别计算待提取的局部特征点与预设的点云球体中每个体元素的点的角度信息以及计算所述待提取的局部特征点与每个所述体元素的点之间的曲面的凹凸信息之前包括：

确定每个体元素的点所在的局部参考系，具体包括：

根据公式(1)计算协方差矩阵M：

其中，R表示点云球体的半径，p’表示体元素的点，p表示局部特征点，d_i＝||p’-p||₂，i表示遍历所有点时，若第i个点到点p的距离d_i小于R，则计算协方差矩阵，然后加和；

对矩阵M进行特征分解，得到的三个特征向量的值；

将所述特征向量按照从大到小的顺序排序，分别作为局部参考系的横滚轴x,航向轴y,俯仰轴z；

对齐做去二义性计算，得到体元素的点所在的局部参考系。

4.如权利要求3所述的三维点云的局部特征提取方法，其特征在于，所述分别计算待提取的局部特征点与预设的点云球体中每个体元素的点的角度信息包括：确定在体元素的点所在的局部参考系的横滚轴与所述局部特征点所在坐标系的横滚轴之间的角度α、所述局部参考系的航向轴与所述局部特征点所在坐标系的航向轴之间的角度β以及所述局部参考系的俯仰轴与所述局部特征点所在坐标系的俯仰轴之间的角度θ；

分别计算所述角度α、β、θ的余弦值，cosα、cosβ以及cosθ；

求平均值，得到所述体元素的点的角度信息

所述计算所述待提取的局部特征点与每个所述体元素的点之间的曲面的凹凸信息包括：

计算κ(p,p')＝＜p-p',N(p)-N(p')＞，其中，p表示所述待提取的局部特征点，p’表示所述体元素的点，N(p)，N(p’)分别表示点p和p’的法线；

根据公式(2)计算凹凸信息D；

5.如权利要求4所述的三维点云的局部特征提取方法，其特征在于，根据所述角度信息以及所述凹凸信息进行直方图统计包括：

根据所述凹凸信息D，以及所述角度信息τ，结合公式(3)计算每个所述体元素一一对应的直方图φ；

φ＝D(τ+1)……(3)。