一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及点云匹配技术领域，具体而言，涉及一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法和装置，一定程度上可以解决现有技术无法使匹配后的实际点云与模板点云对应点之间最大距离偏差足够小的问题。所述点云匹配方法包括：获取模板点云、初始实际点云、以及模板点云与初始实际点云之间的初始变换关系以及构建目标函数；采用拟牛顿算法对目标函数进行迭代优化，得到优化变换关系，优化变换关系用于对初始实际点云进行变换以得到优化实际点云；基于优化实际点云和优化变换关系对目标函数进行更新，得到新目标函数，新目标函数用作下一次迭代时的目标函数；在目标函数达到收敛标准时停止迭代，并基于历次迭代得到的优化变换关系确定目标变换关系。标变换关系。标变换关系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法和装置


[0001]本申请涉及点云匹配
，具体而言，涉及一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法和装置。

技术介绍

[0002]在视觉图像领域，点云本身可用于反映物体可见表面的三维几何形状，其中点云中各点的坐标值表征场景中的点在空间中的位置。
[0003]在点云处理时，通过点云匹配算法将不同位姿的多幅点云变换为同一视角，位于同一视角的多幅点云可以组成完整点云以用于后续检测、测量，或者将实际点云与模板点云匹配后，进行比对得到点云偏差。
[0004]点云匹配算法是计算实际点云与模板点云之间刚体变换关系的过程，现有点云匹配算法通常使用最小二乘法，但最小二乘法无法保证匹配后的实际点云与模板点云之间对应点的最大距离偏差足够小。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术无法使匹配后的实际点云与模板点云对应点之间最大距离偏差足够小的问题，本申请提供了一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法和装置。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]本申请实施例提供一种一种基于拟牛顿优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拟牛顿优化的点云匹配方法，其特征在于，所述方法包括：获取模板点云、初始实际点云、以及所述模板点云与所述初始实际点云之间的初始变换关系，所述模板点云、所述初始实际点云和所述初始变换关系用于构建目标函数；采用拟牛顿算法对所述目标函数进行迭代优化，得到优化变换关系，所述优化变换关系用于对所述初始实际点云进行变换以得到优化实际点云；基于所述优化实际点云和所述优化变换关系对所述目标函数进行更新，得到新目标函数，所述新目标函数用作下一次迭代时的目标函数；在所述目标函数达到收敛标准时停止迭代，并基于历次迭代得到的所述优化变换关系确定目标变换关系，其中，所述目标变换关系用于对所述模板点云和所述初始实际点云进行匹配，使得匹配后所述模板点云和所述初始实际点云之间的最大距离偏差值更小。2.如权利要求1所述的基于拟牛顿优化的点云匹配方法，其特征在于，所述变换关系包括空间旋转角度和三维平移量，所述空间旋转角度用于确定模板点云与实际点云之间的旋转矩阵，所述三维平移量用于表征所述模板点云与实际点云之间的平移向量。3.如权利要求1所述的基于拟牛顿优化的点云匹配方法，其特征在于，所述初始变换关系包括初始空间旋转角度和初始三维平移量，所述模板点云、所述初始实际点云和所述初始变换关系用于构建目标函数，进一步包括：基于所述初始空间旋转角度确定所述模板点云与所述初始实际点云之间的初始旋转矩阵；基于所述初始旋转矩阵、所述初始三维平移向量、所述模板点云和所述初始实际点云构建偏差方程，所述偏差方程用于表征所述模板点云和所述初始实际点云中对应点之间的偏差；基于所述偏差方程和所述初始变换关系构建所述目标函数。4.如权利要求1所述的基于拟牛顿优化的点云匹配方法，其特征在于，所述采用拟牛顿算法对目标函数进行迭代优化，得到优化变换关系，进一步包括：初始化所述目标函数的系数和初始变换关系，得到初始值；将所述初始值代入所述目标函数中进行拟牛顿迭代优化，计算每次迭代时的目标函数梯度；若所述目标函数梯度小于梯度预设值或当前迭代次数大于第一预设迭代次数，则输出所述优化变换关系。5.如权利要求4所述的基于拟牛顿优化的点云匹配方法，其特征在于，所述优化变换关系用于对所述初始实际点云进行变换以得到优化实际点云，进一步包括：若优化变换关系与初始变换关系之间的差值不处于预设范围内，则利用所述优化变换关系对所述初始实际点云进行变...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞荣，姚毅，
申请(专利权)人：深圳市凌云视迅科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：