一种基于法向量的点云自动配准方法技术

一种基于法向量的点云自动配准方法，处理对象为两幅及两幅以上相互间有重叠部分的三维点云数据，处理步骤为：(1)根据点云局部法向量的变化选取特征点；(2)设计一种直方图特征量对获得的每个特征点进行特征描述；(3)通过比较特征点的直方图特征向量获得初始匹配点对；(4)运用刚性距离约束条件结合RANSAC算法获取精确匹配点对，并利用四元素法计算得到初始配准参数；(5)采用改进的ICP算法对点云精确配准。按照上述步骤可对点云进行自动配准，本发明专利技术提出的特征描述简单且辨识度高，同时具有较高的鲁棒性，配准精度和速度都有一定的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维信息重构的领域，特别涉及一种点云自动配准方法。
技术介绍
物体表面三维重构一直是机器视觉领域研究的一个重要课题。被测物体表面点云数据可以由光学扫描仪快速获取，但由于光的线性传播特性，被测物体表面的完整数据需要在多个视角下多次测量获得，这样得到的数据便不在同一个坐标系下，所以为了获得物体的完整模型，需要对各个视角得到的数据进行坐标变换，最终合并到统一的坐标系中，这就是点云配准。点云配准技术在机器人导航、逆向工程、物体表面形状检测和虚拟现实等众多领域有着广泛的应用。根据待配准深度图的输入和输出结果的不同，现有的深度图配准方法可以大致分为两大类:粗配准和精配准。粗配准是指在没有任何先验知识的情况下，找到一组近似的坐标变换关系，将两个视点下的深度图统一到同一个坐标系中。由于配准之前没有深度图之间相对位置关系的任何信息，因此粗配准算法通常围绕如何建立模型相同位置处的两幅深度图之间对应元素的匹配关系展开，众多学者对此提出了不同的方法。这些方法按对应元素不同可以分为点-点对应、线-线对应和面-面对应以及体-体对应；若按匹配方式不同又可以分为基于欧氏距离相等关系和基于描述子相等关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于法向量的点云自动配准方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：基于法向量信息获取待匹配两个点云中的特征点集,具体步骤如下：步骤1.1：采用三维扫描仪获取带有法向量信息的多视角点云数据,且相邻视角获得的点云间有重叠部分，定义点云中重叠部分的某一点pi的特征度fi为点pi的法向量与其k个近邻点法向量夹角的算术平均值：fi=1kΣj=1kθij???（1）式其中某一点pi的k个近邻点是指与点pi欧氏距离最近的k个点，θij为点pi的法向量与其近邻点pj的法向量的夹角,k为5≤k≤20的自然数；步骤1.2：选取阈值ε1，去掉点云中fi≤ε1的平坦部分，保留fi＞ε1的点，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：达飞鹏，陶海跻，潘仁林，刘健，郭涛，陈璋雯，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：