基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法
本专利技术涉及基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法。
技术介绍
随着RGB-D摄像机的发展，使低成本获取物体高质量的三维点云成为可能，同时也促进了立体视觉的发展和应用。三维点云配准是立体视觉中一个十分重要的问题，这项技术在逆向工程、机器人视觉定位、三维测量等领域有着丰富的应用。由Besl等人提出的迭代最近点(ICP，IterativeClosestPoint)算法是点云配准中比较成熟并且应用广泛的算法。但是ICP只能解决刚体变换问题，对于非刚体降采样后的参考点云P，当降采样后的参考点云P由于自身重力或受到外力发生形变时，原始的ICP方法不再适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有ICP只能解决刚体变换问题，对于非刚体降采样后的参考点云P，当降采样后的参考点云P由于自身重力或受到外力发生形变时，原始的ICP方法不再适用的缺点，而提出一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法。一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法具体过程为：步骤一：输入参考点云Q'和源点云P'，利用网格...
【技术保护点】
一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法，其特征在于：一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法具体过程为：步骤一：输入参考点云Q'和源点云P'，利用网格滤波方法进行降采样，得到降采样后的参考点云Q和源点云P；步骤二：在降采样后的源点云P上规划变形的点即控制点，并构建控制向量S；步骤三：计算有界调和权重集W，构建线性混合形变模型；步骤四：通过迭代最近点方法寻找降采样后的参考点云Q和源点云P相对应点的初始对应关系，并通过奇异值分解计算初始刚体变换矩阵；步骤五：根据降采样后的参考点云Q和源点云P相对应点的初始对应关系以及初始刚体变换矩阵构建最小二乘误差函数...
【技术特征摘要】
1.一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法，其特征在于：一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法具体过程为：步骤一：输入参考点云Q'和源点云P'，利用网格滤波方法进行降采样，得到降采样后的参考点云Q和源点云P；步骤二：在降采样后的源点云P上规划变形的点即控制点，并构建控制向量S；步骤三：计算有界调和权重集W，构建线性混合形变模型；步骤四：通过迭代最近点方法寻找降采样后的参考点云Q和源点云P相对应点的初始对应关系，并通过奇异值分解计算初始刚体变换矩阵；步骤五：根据降采样后的参考点云Q和源点云P相对应点的初始对应关系以及初始刚体变换矩阵构建最小二乘误差函数；步骤六：利用LM算法求解最小二乘误差函数的最优解，得到控制向量S的增量△S；步骤七：根据得到的△S更新控制向量S，得到S′，S′＝△S+S，通过步骤三中的线性混合形变模型使降采样后的源点云P发生形变，得到发生形变后的源点云P′；步骤八：重新通过迭代最近点方法确定参考点云Q和发生形变后的源点云P′的对应点关系，并通过奇异值分解得到刚体变换矩阵，使发生形变后的源点云P′旋转和平移；步骤九：将步骤八得到的刚体变换矩阵与步骤四得到的初始刚体变换矩阵的值相乘，得到最初源点云与参考点云间的变换关系；步骤十：判断步骤九得到的最初源点云与参考点云间的变换关系是否满足收敛条件，如果满足则输出结果，否则转到步骤四。2.根据权利要求1所述一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法，其特征在于：所述步骤三中计算有界调和权重集W，具体过程为：最小化方程：并满足如下约束：其中δjk为克罗内克函数，当j＝k时δjk值为1，否则δjk值为0；△ωj为ωj的增量；ωj为控制点对应的有界调和权重；为第j个控制点，j＝1,2,…,m，m为控制点的个数，m取值为正整数，为第k个控制点，k取值为正整数，为变形前的源点云上的点，为第j个控制点在处的权重，j为控制点，i为源点云P上的点，i取值为正整数。3.根据权利要求2所述一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法，其特征在于：所述步骤三中构建线性混和形变模型，具体公式为：其中为变形后的源点云上的点，ψj为控制点的刚体变换矩阵。4.根据权利要求3所述一种基于线性混合形变的汽车工件非刚体三维点云配准方法，其特征在于：所述步骤五中根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：林伟阳，叶超，李湛，于兴虎，
申请(专利权)人：浙江优迈德智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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