本发明专利技术公开了一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法及装置，所述方法包括：根据预设的最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对；根据所述对应点对，计算刚性变换矩阵；对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差；若所述数据方差大于或等于预设方差阈值，降低所述预设最大响应距离阈值，重新计算刚性变换矩阵并对所述变换后的第一组点云数据进行刚性变换，直至所述数据方差小于预设方差阈值。采用本发明专利技术提供的实施例，多次降低最大响应距离对刚性变换矩阵迭代保证变换后点云数据组的稳定，避免噪点的出现。避免噪点的出现。避免噪点的出现。
【技术实现步骤摘要】
一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法及装置
[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法及装置。
技术介绍
[0002]点云的配准有手动配准依赖仪器的配准，和自动配准，点云的自动配准技术是通过一定的算法或者统计学规律利用计算机计算两块点云之间错位，从而达到两块点云自动配准的效果，其实质就是把不同的坐标系中测得到的数据点云进行坐标系的变换，以得到整体的数据模型，问题的关键是如何让得到坐标变换的参数，使得两视角下测得的三维数据经坐标变换后的距离最小。目前配准算法按照过程可以分为整体配准和局部配准。PCL中有单独的配准模块，实现了配准相关的基础数据结构，经典的配准算法如ICP。
[0003]现有点云数据拼接方式主要为使用特征点匹配进行粗拼，接着使用ICP(ICP(响应距离使用点对点point to point))、GICP或者ICP(响应距离使用点到面point to plane)进行精拼。由于现实扫描中获取的点云数据存在噪点，所以精拼环节利用ICP在寻找最近点时，有概率进行错误匹配，从而导致结果不尽人意。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法及装置，多次降低最大响应距离对刚性变换矩阵迭代保证变换后点云数据组的稳定，避免噪点的出现。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，包括：
[0006]根据预设的最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对；
[0007]根据所述对应点对，计算刚性变换矩阵；
[0008]对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差；
[0009]若所述数据方差大于或等于预设方差阈值，降低所述预设最大响应距离阈值，重新计算刚性变换矩阵并对所述变换后的第一组点云数据进行刚性变换，直至所述数据方差小于预设方差阈值；
[0010]若所述数据方差小于预设方差阈值，保存此时的刚性变换矩阵以及所述第一组点云数据；所述第一组点云数据和第二组点云数据构成渐敛拼接后的点云图。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据预设的最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对，具体包括：
[0012]从第一组点云数据和和第二组点云数据按照预设标准分别提取第一组关键点和第二组关键点；
[0013]结合所述第一组关键点在所述第一组点云数据、所述第二组关键点在所述第二组
点云数据的坐标位置，计算所述第一组关键点和所述第二组关键点的最大响应距离；
[0014]若所述最大响应距离小于所述最大响应距离阈值，所述第一组关键点和所述第二组关键点形成对应点对。
[0015]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述刚性变换矩阵包括旋转矩阵和平移矢量。
[0016]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差，具体包括：
[0017]根据所述第一组关键点和所述第二组关键点形成的协方差矩阵，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差。
[0018]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述降低所述预设最大响应距离阈值，具体为：
[0019]将所述预设最大响应距离阈值设置为原来的二分之一。
[0020]本申请实施例的第二方面提供了渐进式收敛误差的点云数据拼接装置，包括：
[0021]点对获取模块，用于根据预设的最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对；
[0022]矩阵计算模块，用于根据所述对应点对，计算刚性变换矩阵；
[0023]方差计算模块，用于对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差；
[0024]渐进收敛模块，用于若所述数据方差大于或等于预设方差阈值，降低所述预设最大响应距离阈值，重新计算刚性变换矩阵并对所述变换后的第一组点云数据进行刚性变换，直至所述数据方差小于预设方差阈值；若所述数据方差小于预设方差阈值，保存此时的刚性变换矩阵以及所述第一组点云数据；所述第一组点云数据和第二组点云数据构成渐敛拼接后的点云图。
[0025]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述点对获取模块具体用于：
[0026]从第一组点云数据和和第二组点云数据按照预设标准分别提取第一组关键点和第二组关键点；
[0027]结合所述第一组关键点在所述第一组点云数据、所述第二组关键点在所述第二组点云数据的坐标位置，计算所述第一组关键点和所述第二组关键点的最大响应距离；
[0028]若所述最大响应距离小于所述最大响应距离阈值，所述第一组关键点和所述第二组关键点形成对应点对。
[0029]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述刚性变换矩阵包括旋转矩阵和平移矢量。
[0030]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差，具体包括：根据所述第一组关键点和所述第二组关键点形成的协方差矩阵，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差。
[0031]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述降低所述预设最大响应距离阈值，具体为：
[0032]将所述预设最大响应距离阈值设置为原来的二分之一。
[0033]相比于现有技术，本专利技术实施例提供的一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法及装置，通过多次设置最大响应距离迭代计算刚性变换矩阵，直至刚性变换矩阵与变换后的第一组点云数据与第二组点云数据的对应点对数据方差少于预设阈值，保证第一组点云数据采用在该最大响应距离下对应的刚性变换矩阵进行刚性变换能覆盖掉更多的噪点，能够获得更精准的拼接效果，使得点云重叠区域重叠率高，实际生产中，大大减少了拼接结果出现缝的情况。
附图说明
[0034]图1是本专利技术一实施例提供的一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法的流程示意图；
[0035]图2是本专利技术一实施中精拼前第一组点云数据与第二组点云数据示意图；
[0036]图3是本专利技术一实施例精拼后第一组点云数据与第二组点云数据示意图
[0037]图4是本专利技术一实施例粗拼后的点云图；
[0038]图5是本专利技术一实施例渐敛拼接方法对点云图进行精拼后的结果图；
[0039]图6是本专利技术一实施例中点云图进行精拼前的局部图；
[0040]图7是本专利技术一实施例中采用渐敛拼接方法对点云图进行精拼后的局部图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，其特征在于，包括：根据预设最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对；根据所述对应点对，计算刚性变换矩阵；对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差；若所述数据方差大于或等于预设方差阈值，降低所述预设最大响应距离阈值，重新计算刚性变换矩阵并对所述变换后的第一组点云数据进行刚性变换，直至所述数据方差小于预设方差阈值；若所述数据方差小于预设方差阈值，保存此时的刚性变换矩阵以及所述第一组点云数据；所述第一组点云数据和第二组点云数据构成渐敛拼接后的点云图。2.如权利要求1所述的渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，其特征在于，所述根据预设的最大响应距离阈值，得到第一组点云数据和第二组点云数据中的对应点对，具体包括：从第一组点云数据和和第二组点云数据按照预设标准分别提取第一组关键点和第二组关键点；结合所述第一组关键点在所述第一组点云数据、所述第二组关键点在所述第二组点云数据的坐标位置，计算所述第一组关键点和所述第二组关键点的最大响应距离；若所述最大响应距离小于所述最大响应距离阈值，所述第一组关键点和所述第二组关键点形成对应点对。3.如权利要求1所述的渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，其特征在于，所述刚性变换矩阵包括旋转矩阵和平移矢量。4.如权利要求2所述的渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，其特征在于，所述对所述第一组点云数据进行刚性变换，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差，具体包括：根据所述第一组关键点和所述第二组关键点形成的协方差矩阵，计算变换后的所述第一组点云数据和第二组点云数据中对应点对的数据方差。5.如权利要求1所述的渐进式收敛误差的点云数据拼接方法，其特征在于，所述降低所述预设最大响应距离阈值，具体为：将所述预设最大响应距离阈值设置为原来的二分之一。6.一种渐进式收敛误...
【专利技术属性】
技术研发人员：周佛灵，邹朝军，
申请(专利权)人：广东维美家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。