一种点云配准方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种点云配准方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，待配准点云数据是基于基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的；将基准点云数据分割为基准背景点云数据和基准实体点云数据，将待配准点云数据分割为待配准背景点云数据和待配准实体点云数据；基于基准背景点云数据待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，基于基准实体点云数据和待配准实体点云数据得到配准实体点云数据，将配准背景点云数据和配准实体点云数据融合得到配准点云数据。本发明专利技术实施例提供的方法使得不同特点的点云数据能够以不同的配准方式进行配准，提高了点云数据的配准效率。提高了点云数据的配准效率。提高了点云数据的配准效率。

【技术实现步骤摘要】
一种点云配准方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及计算机
，尤其涉及一种点云配准方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，基于点云的三维重建受到逆向工程、三维动画、计算机视觉等领域的广泛关注。受限于扫描仪本身的视野范围、扫描物体形状、扫描范围和遮挡等问题，对三维目标的扫描过程往往需要通过多个视角或基于多个位置多次进行，将多次扫描得到的点云数据进行配准，才能获得物理物体完整的点云模型。
[0003]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下技术问题：虽然现有点云配准方法较多，但大多侧重于小规模点云配准，并且待配准的两套点云具有刚体形变关系。但是在实际应用中，大多数街景点云都是大规模、非刚体和具有较大偏差的。因此，如果直接采用现有点云配准方法进行配准会导致局部重影，配准效果差。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种点云配准方法、装置、设备及存储介质，以实现提高点云数据的配准效率。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种点云配准方法，包括：
[0006]获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，待配准点云数据是基于基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的；
[0007]将基准点云数据分割为基准背景点云数据和基准实体点云数据，将待配准点云数据分割为待配准背景点云数据和待配准实体点云数据：
[0008]基于基准背景点云数据待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，基于基准实体点云数据和待配准实体点云数据得到配准实体点云数据，将配准背景点云数据和配准实体点云数据融合得到配准点云数据。
[0009]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种点云配准装置，包括：
[0010]点云数据获取模块，用于获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，待配准点云数据是基于基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的；
[0011]点云数据分割模块，用于将基准点云数据分割为基准背景点云数据和基准实体点云数据，将待配准点云数据分割为待配准背景点云数据和待配准实体点云数据：
[0012]点云数据配准模块，用于基于基准背景点云数据待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，基于基准实体点云数据和待配准实体点云数据得到配准实体点云数据，将配准背景点云数据和配准实体点云数据融合得到配准点云数据。
[0013]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，设备包括：
[0014]一个或多个处理器；
[0015]存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0016]当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本专利技术任意实施例所提供的点云配准方法。
[0017]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任意实施例所提供的点云配准方法。
[0018]本专利技术实施例通过获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，待配准点云数据是基于基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的；将基准点云数据分割为基准背景点云数据和基准实体点云数据，将待配准点云数据分割为待配准背景点云数据和待配准实体点云数据：基于基准背景点云数据待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，基于基准实体点云数据和待配准实体点云数据得到配准实体点云数据，将配准背景点云数据和配准实体点云数据融合得到配准点云数据，通过将点云数据分割为实体点云数据和背景点云数据，分别针对实体点云数据和背景点云数据进行独立配准，基于每个独立配准结果融合得到配准点云数据，使得不同特点的点云数据能够以不同的配准方式进行配准，提高了点云数据的配准效率。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例一所提供的一种点云配准方法的流程图；
[0020]图2是本专利技术实施例二所提供的一种点云配准方法的流程图；
[0021]图3是本专利技术实施例三所提供的一种点云配准方法的流程图；
[0022]图4是本专利技术实施例四所提供的一种点云配准装置的结构示意图；
[0023]图5是本专利技术实施例五所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0025]实施例一
[0026]图1是本专利技术实施例一所提供的一种点云配准方法的流程图。本实施例可适用于对点云数据进行配准时的情形，尤其适用于对街景点云数据进行配准时的情形。该方法可以由点云配准装置执行，该点云配准装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，例如，该点云配准装置可配置于计算机设备中。如图1所示，所述方法包括：
[0027]S110、获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，待配准点云数据是基于基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的。
[0028]在本实施例中，三维点云配准是将不同时刻采集的同一场景下的点云配准起来。理论上说，每个时刻采集的点云都是建立在独立坐标系下，点云配准即将上述采集到的点云数据统一到同一个坐标系，从而使得不同点云数据中的同一场景点配准起来。基于此，可以获取不同时刻采集到的同一场景下的点云数据，基于不同时刻采集到的点云数据得到基准点云数据和待配准点云数据。可选的，可以对不同时刻采集到的点云数据进行粗配准，得到基准点云数据和待配准点云数据。
[0029]以街景点云数据的配准为例，为了使后续基准实体点云数据和待配准实体点云数
Welding)分别提取出基准背景点云数据中的基准背景点云角点和待配准背景点云数据中的待配准背景点云角点，然后采用点云特征提取方法(包括但不限于2017 CVPR PointNet)分别提取出基准背景点云角点的基准点云特征以及待配准背景点云角点的待配准点云特征，最后采用随机样本共识算法(Random Sample Consensus，RANSAC)通过基准背景点云角点、待配准背景点云角点、基准点云特征和待配准点云特征过滤掉一些非匹配角点，并估计出待配准背景点云数据对应的全局形变参数，基于全局形变参数对待配准背景点云数据进行配准，得到配准背景点云数据。其中，全局形变参数为一个9参数的透视变换。
[0037]在本专利技术的一种实施方式中，基于全局形变参数对待配准背景点云数据进行配准，得到配准背景点云数据，包括：基于全局形变参数对待配准背景点云数据进行全局粗配准，得到粗配准背景点云数据；将粗配准点云数据进行切分，得到至少一个粗配准点云簇，并确定每个粗配准点云簇对应的非刚体形变参数；针对每个粗配准点云簇，基于粗配准点云簇对应的非刚体形变参数对粗配准点云簇进行配准，得到配准点云簇，基于每个粗配准点云簇对应的配准点云簇得到配准背景点云数据。可选的，对待配准背景点云数据进行粗配准再细配准可具体化为：根据全局形变参数调整待配准背景点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种点云配准方法，其特征在于，包括：获取基准点云数据和待配准点云数据，其中，所述待配准点云数据是基于所述基准点云数据对原始待配准数据进行粗配准得到的；将所述基准点云数据分割为基准背景点云数据和基准实体点云数据，将所述待配准点云数据分割为待配准背景点云数据和待配准实体点云数据；基于所述基准背景点云数据所述待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，基于所述基准实体点云数据和所述待配准实体点云数据得到配准实体点云数据，将所述配准背景点云数据和所述配准实体点云数据融合得到配准点云数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准背景点云数据所述待配准背景点云数据得到配准背景点云数据，包括：通过点云角点提取方法提取出所述基准背景点云数据中的基准背景点云角点和所述待配准背景点云数据中的待配准背景点云角点；提取所述基准背景点云角点的基准点云特征以及所述待配准背景点云角点的待配准点云特征；根据所述基准点云特征和所述待配准点云特征得到所述待配准背景点云数据对应的全局形变参数，并基于所述全局形变参数对所述待配准背景点云数据进行配准，得到所述配准背景点云数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述全局形变参数对所述待配准背景点云数据进行配准，得到所述配准背景点云数据，包括：基于所述全局形变参数对所述待配准背景点云数据进行全局粗配准，得到粗配准背景点云数据；将所述粗配准点云数据进行切分，得到至少一个粗配准点云簇，并确定每个所述粗配准点云簇对应的非刚体形变参数；针对每个所述粗配准点云簇，基于所述粗配准点云簇对应的非刚体形变参数对所述粗配准点云簇进行配准，得到配准点云簇，基于每个所述粗配准点云簇对应的配准点云簇得到所述配准背景点云数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基准点云数据和待配准点云数据，包括：获取基准点云数据和原始待配准数据；将所述基准点云数据投影为基准二维栅格图，将所述原始待配准数据投影为待配准二维栅格图，并基于所述基准二维栅格图和所述待配准二维栅格图得到所述原始待配准数据对应的二维刚体形变参数；基于所述二维刚体形变参数对所述原始待配准数据进行粗配准，得到所述待配准点云数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述基准点云数据投影为基准二维栅格图，将所述原始待配准数据投影为待配准二维栅格图，包括：根据预设高度阈值对所述基准点云数据和所述原始待配准数据进行截断，得到截断基准数据和截断待配准数据；将所述截断基准数据进行点云栅格化，得到栅格化基准数据，将所述截断待配准数据
进行点云栅格化，得到栅格化待配准数据；基于所述基准点云数据的基准属性对所述栅格化基准数据进行属性赋值，得到所述基准二维栅格图，基于所述原始待配准数据的待配准...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳丽，孙晓峰，蔡金华，
申请(专利权)人：北京京东叁佰陆拾度电子商务有限公司，
类型：发明
国别省市：