[发明专利]一种用于点云的配准方法及系统

权利要求书

1.一种用于点云的配准方法，其特征在于，包括：

分别对第一源点云和第一目标点云进行边缘提取以及降采样，得到第二源点云和第二目标点云；其中，边缘提取具体包括：分别提取第一源点云和第一目标点云的边缘点集，通过体素网格滤波器分别对第一源点云中非边缘点集和第一目标点云中非边缘点集进行降采样，再组合，得到保留边缘特征的稀疏源点云作为第二源点云和保留边缘特征的稀疏目标点云作为第二目标点云；

从所述第二源点云中随机提取第一共面点集，在第二目标点云中确定第二共面点集；

根据所述第一共面点集和所述第二共面点集确定候选刚体变换参数；

根据所述候选刚体变换参数，对第二源点云进行转换，得到第三源点云；

计算所述第三源点云与第二目标点云的最终重叠度，记录第一迭代次数N次数下候选刚体变换参数以及对应最终重叠度；

根据所述最终重叠度，从所述候选刚体变换参数中确定目标刚体变换参数，进行第一源点云与第二源点云的刚体变换，具体为：如果第一迭代次数N达到最大迭代次数，则算法结束并使用LCP策略寻找配准后最大最终重叠度的刚体变换参数作为第一源点云P和第一目标点云T之间的目标刚体变换参数，使用目标刚体变换参数，进行第一源点云与第二源点云的刚体变换，如果第一迭代次数N没有达到最大迭代次数则继续迭代，其中，在迭代过程中通过自适应调整点云初始重叠率值。

2.根据权利要求1所述的用于点云的配准方法，其特征在于，在所述从所述第二源点云中随机提取第一共面点集之前，还包括：

设置点云的初始重叠率值，第一迭代次数和点集匹配失败次数。

3.根据权利要求2所述的用于点云的配准方法，其特征在于，所述从所述第二源点云中随机提取第一共面点集，包括：

计算第二源点云的最大间距；

根据初始重叠率值和所述最大间距，从第二源点云中随机选取三个点，三个点中，点与点之间的距离接近所述初始重叠率值与所述最大间距的乘积；

对所述三个点进行平面拟合，确定平面方程；

从所述第二源点云中获取第四个点，根据所述平面方程和位置条件，确定第一共面点集。

4.根据权利要求3所述的用于点云的配准方法，其特征在于，所述从所述第二源点云中获取第四个点，根据所述平面方程和位置条件，确定第一共面点集，包括：

从所述第二源点云中获取第四个点；

判断所述第四个点是否同时满足平面方程以及位置条件；

若满足，则所述第四个点与三个点形成所述第一共面点集；

若不满足，则执行所述根据初始重叠率值和所述最大间距，从第二源点云中随机选取三个点的步骤。

5.根据权利要求3所述的用于点云的配准方法，其特征在于，所述在第二目标点云中确定第二共面点集，包括：

根据所述第一共面点集，确定第一共面点集的第四点与第一共面点集的第二点之间的第一夹角值和所述第一共面点集的第一交点的位置；

根据所述第一交点的位置，确定第一比例参数和第二比例参数；

更新第二迭代次数；

若第二迭代次数未到达第二迭代阈值，则随机在第二目标点云中寻找第二共面点集的第二点和第三点，所述第二共面点集的第二点和第二共面点集的第三点之间的距离与所述第一共面点集的第二点和第三点之间的距离接近；

根据所述第二比例参数，确定第二交点的位置；

从所述第二目标点云中确定第二共面点集的第四点；

判断所述第二共面点集的第四点是否满足匹配条件；

若满足，则在所述第二目标点云中，根据第二共面点集的第四点和第二交点，确定第二共面点集的第一点；

所述第二共面点集的第一点、第二点、第三点和第四点组成所述第二共面点集。

6.根据权利要求5所述的用于点云的配准方法，其特征在于，在所述更新第二迭代次数之后，还包括：

若第二迭代次数达到第二迭代阈值，则更新第一迭代次数，执行所述在第二目标点云中确定第二共面点集的操作。