[发明专利]基于点对点模型的通用3D表面匹配方法

权利要求书

1.一种基于点对点模型的通用3D表面匹配方法，其特征在于，包括：

步骤1，快速搜索3D表面的点云数据集之间的重叠区域，并对重叠区域点集进行标记；

步骤2，对参考表面的点云数据集进行数据组织，建立参考表面点云数据集中各节点数据间的拓扑关系；

步骤3，按照点对点模型，选择特定的同名点对应规则进行搜索，建立配准表面与参考表面间的同名点一一对应关系；

步骤4，针对搜索获取的同名点对建立误差方程式，并根据建立的误差方程式，依据最小二乘原理建立法方程式，并解算法方程获得最似然配准参数估值；

步骤5，根据解算出的配准参数，对待配准表面进行坐标转换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1之前首先对所述3D表面的点云数据集进行数据滤波处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2通过不规则三角网(TIN)、规则格网(Grid)或以及KD树对所述点云数据集进行数据组织以建立所述拓扑关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中可选择的所述同名点对应规则包括：沿表面法线方向的共轭同名点、沿表面垂线方向的共轭同名点、空间上欧氏距离最近的共轭同名点中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4建立的误差方程式为：

其中，t_x，t_y，t_z为沿坐标轴的三个平移分量，ω，κ为绕坐标轴旋转的三个角度参数，m为尺度变换因子，V为泰勒级数局部展开所引入的残差。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选地，步骤5中所述坐标转换包括：待配准表面上任意点为P(x，y，z)，对应参考表面上共轭点为Q(x′，y′，z′)，转换公式如下：

其中，t_x，t_y，t_z为沿坐标轴的三个平移分量，ω，κ为绕坐标轴旋转的三个角度参数，m为尺度变换因子。