[发明专利]点云拼接系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种点云处理系统及方法，特别是关于一种点云拼接系统及方法。

背景技术

点云拼接技术通常分为初始配准和精确拼接两步。初始配准一般采用基于相同特征点的方法，然后再采用点云精拼接最近点迭代（IterativeclosestPoint，ICP）精确拼接算法。然而，大多数时候由于没有特征点或特征点不足，比如手动拼接，转台拼接等不是靠匹配特征点进行初始配准的，此时传统的ICP算法需要计算每一个点的距离，计算量大，所需时间较长，而且容易陷入局部收敛，不能够得到一个好的拼接结果。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种点云拼接系统，能够快速、精确地对点云进行拼接。

一种点云拼接系统，运行于计算机中，该系统包括：获取模块，用于从计算机存储装置中读取需要拼接的两组点云，以及接收一预设的拼接精度；粗拼接模块，用于将所读取的两组点云进行初始拼接；拟合模块，用于确定初始拼接后的两组点云的重叠区域，将重叠区域的两片点云分别拟合成曲面；计算模块，用于当拟合好两片曲面后，分别计算该两组点云中的初始对应点，得到两组初始对应点集；修正模块，用于根据预设的约束条件，去掉上述两组初始对应点集中的异常点，得到最终确立的两组对应点集；所述计算模块还用于针对两组最终确立的对应点集，采用最小二乘法计算两组点云之间的转换关系，并计算得到所述转换关系所对应的目标函数的最小二乘解；处理模块，用于当所述计算得到的目标函数的最小二乘解小于预设的拼接精度时，根据所述最小二乘解得到两组点云之间的转换关系，将一组点云利用对应的转换矩阵进行转换并与另一组点云进行精确拼接。

此外，还有必要提供一种可快速对点云拼接方法，能够快速、精确地对点云进行拼接。

一种点云拼接方法，运行于计算机中，该方法包括步骤：获取步骤：从计算机存储装置中读取需要拼接的两组点云，以及接收一预设的拼接精度；粗拼步骤：将所读取的两组点云进行初始拼接；拟合步骤：确定初始拼接后的两组点云的重叠区域，将重叠区域的两片点云分别拟合成曲面；计算步骤一：当拟合好两片曲面后，分别计算该两组点云中的初始对应点，得到两组初始对应点集；修正步骤：根据预设的约束条件，去掉上述两组初始对应点集中的异常点，得到最终确立的两组对应点集；计算模块步骤二：针对两组最终确立的对应点集，采用最小二乘法计算两组点云之间的转换关系，并计算得到所述转换关系所对应的目标函数的最小二乘解；处理步骤：当所述计算得到的目标函数的最小二乘解小于或等于预设的拼接精度时，根据所述最小二乘解得到两组点云之间的转换关系，将一组点云利用对应的转换矩阵进行转换并与另一组点云进行精确拼接，及当所述计算得到的目标函数的最小二乘解大于预设的拼接精度时返回拟合步骤。

相较于现有技术，本发明所述的点云拼接系统及方法，利用曲面拟合进行迭代，以确定对应点集，计算中加入了异常点的判定并修正对应点集，提高了算法的稳定性和速度。此外，通过利用修正后的对应点集以及最小二乘法计算两组点云之间的转换关系，精确地拼接两组点云。

附图说明

图1为本发明点云拼接系统较佳实施例的系统架构图。

图2为本发明点云拼接系统较佳实施例的功能模块图。

图3为本发明点云拼接方法较佳实施例的流程图。

主要元件符号说明