[发明专利]一种用于点云的配准方法及系统

说明书

本申请公开了一种用于点云的配准方法及系统，所述方法包括：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；从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；根据第一共面点集和第二共面点集确定候选刚体变换参数，对第二源点云进行转换，得到第三源点云；计算第三源点云与第二目标点云的最终重叠度；根据最终重叠度，从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。提取第一源点云和第一目标点云的边缘后降采样，得到第二源点云和第二目标点云，能够提高配准精度；通过自动修改初始重叠率值，降低算法时间复杂度，加速点集的提取过程，效率高。

技术领域

本申请涉及三维重建技术领域，尤其涉及一种用于点云的配准方法及系统。

背景技术

近来，三维测量和重建的需求日益增加。点云配准作为三维测量和重建技术的基础技术重要性不言而喻，点云配准是将在任意初始位置扫描得到的点云匹配到对应区域，并从中估计出最佳配准的相应刚性变换参数的过程。

通常，这种转换参数是通过两步程序估算的：初始配准和精确配准。初始配准计算会计算出两幅点云之间粗略而且准确的姿态关系，从而避免接下来的精确配准陷入局部最优解。此外，良好的初始配准也可以加速精确配准的过程。

然而，现有的点云配准方法虽然可以获得很高的配准精度，但其计算复杂度经常降至最差情况O(n³)，且计算时间长（幂越高复杂度越高，消耗时间越长），效率低。

综上所述，需要提供一种计算复杂度低且计算耗时短的效率高的用于点云的配准方法及系统。

发明内容

为解决以上问题，本申请提出了一种用于点云的配准方法及系统。

一方面，本申请提出一种用于点云的配准方法，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；

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；

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。

优选地，所述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，包括：

分别提取第一源点云的边缘点集和第一目标点云的边缘点集；

使用滤波器对分别对第一源点云的非边缘点集以及第一目标点云的非边缘点集进行降采样，得到降采样后的非边缘第一源点云的点集和降采样后的非边缘第一目标点云的点集；

组合所述第一源点云的边缘点集与所述降采样后的非边缘第一源点云的点集，得到第二源点云；

组合所述第一目标点云的边缘点集与所述降采样后的非边缘第一目标点云的点集，得到第二目标点云。

优选地，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。

优选地，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；