[发明专利]一种基于RGB-D信息的点云滤波系统及滤波方法

说明书

本发明涉及点云滤波技术领域，具体地说，涉及一种基于RGB‑D信息的点云滤波系统及滤波方法，系统包括标定模块、映射模块、转换模块、第一处理模块、修补模块、第二处理模块和点云获取模块；本发明能有效地得到滤波后的点云，效率高。

技术领域

本发明涉及点云滤波技术领域，具体地说，涉及一种基于RGB-D信息的点云滤波系统及滤波方法。

背景技术

随着深度摄像机技术的发展，能够同时拍摄彩色图像和深度图像的摄像机已经被广泛应用于三维点云数据的采集系统中。但是，由于深度图像的成像原理本身的复杂结构和复杂方法，以及外界环境的干扰，会使得深度摄像机获得的三维点云数据含有大量的噪声，因此，三维点云采集系统中，滤波处理是至关重要的一个环节。

目前的滤波方法法针对不同的噪声类型均可以产生一定的滤波效果。但是，针对非孤立的离群点，现有的滤波方法均得不到较好的滤波效果。目前的滤波方法均是直接应用于三维数据信息，因此，效率较低，针对大量的点云数据，很难达到工程领域要求的实时性。

发明内容

本发明的内容是提供一种基于RGB-D信息的点云滤波系统及滤波方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种基于RGB-D信息的点云滤波系统，其包括：

标定模块，用于对深度摄像机上的RGB摄像头和深度摄像头进行标定，并获得RGB摄像头的内参矩阵，以及深度摄像头坐标系和RGB摄像头坐标系之间的位姿变换矩阵；

映射模块，用于将RGB图像映射到深度图像上或将深度图像映射到RGB图像上，并根据内参矩阵和位姿变换矩阵获得RGB图像中像素点与深度图像中的对应点，生成XYZ点云图；

转换模块，用于将RGB图像转换成HSV图像，提取V通道数据构成V图像；

第一处理模块，用于对V图像进行处理并生成二值图像；

修补模块，用于对二值图像进行修补，获得平滑的二值图像；

第二处理模块，用于对平滑的二值图像进行处理并生成滤波后的二值图像；

点云获取模块，用于在滤波后的二值图像中像素值为1的位置从XYZ点云图中提取对应的xyz值而获得滤波后的点云。

本实施例中，第一处理模块包括分割模块，分割模块用于对V图像进行分割，得到分割后的二值图像。

本实施例中，修补模块包括空洞修复模块和边界平滑模块，空洞修复模块用于对分割后的二值图像进行空洞修复，边界平滑模块用于对分割后的二值图像进行边界平滑。

本系统通过标定模块、映射模块、转换模块、第一处理模块、修补模块、第二处理模块和点云获取模块之间的配合，能有效地得到滤波后的点云，从而避免了大量的统计学计算，效率高；将三维点云的滤波转换到二维彩色图像上进行滤波，起到了降维的效果；将RGB图像转换为HSV图像，利用最大类间方差法自适应选择V通道的分割阈值，不需要设定任何滤波参数，能够有效避免了现有滤波方法中的人为主观因素。

本发明还提供了一种基于RGB-D信息的点云滤波方法，其包括以下步骤：

一、标定模块对深度摄像机上的RGB摄像头和深度摄像头进行标定，并获得RGB摄像头的内参矩阵，以及深度摄像头坐标系和RGB摄像头坐标系之间的位姿变换矩阵；

二、映射模块将RGB图像映射到深度图像上或将深度图像映射到RGB图像上，并根据内参矩阵和位姿变换矩阵获得RGB图像中像素点与深度图像中的对应点，生成XYZ点云图；

三、转换模块将RGB图像转换成HSV图像，提取V通道数据构成V图像；

四、第一处理模块对V图像进行处理并生成二值图像；