[发明专利]模型直线约束下的LIDAR点云拼接方法

权利要求书

1.一种模型直线约束下的LIDAR点云拼接方法，其特征在于：包括如下步骤

步骤A：在基准测站与待拼接测站的LIDAR点云上分别提取同名直线；

步骤B：将步骤A中的同名直线，建立同名的模型直线；

步骤C：建立模型直线共线条件方程，使得待拼接模型直线缩放、旋转和平移到与基准模型直线重合；

步骤D：解算出拼接参数；

所述步骤C包括如下步骤

(C-1)：建立模型直线共线条件方程，即拼接后的模型直线与对应的基准测站的LIDAR点云直线重合：

式中，l为待拼接测站的LIDAR点云上获取的模型直线中的任意一条直线；l′为基准测站的LIDAR点云上获取的模型直线中的任意一条直线；λ为缩放参数；I为4维单位矩阵；q＝[q₁ q₂ q₃ q₄ q₀₁ q₀₂ q₀₃ q₀₄]；0为4维0矩阵；q^-1为q的逆；

(C-2)：确定拼接参数初始值

q₁＝λ＝1，q₂＝q₃＝q₄＝q₀₁＝q₀₂＝q₀₃＝q₀₄＝0；

(C-3)：将公式(1)方程左边的l′移到方程右边，然后展开得到

(M，N，O)和(M₀，N₀，O₀)分别为l的方向向量和矩向量；(M′，N′，O′)和(M′₀，N′₀，O′₀)分别为l′的方向向量和矩向量；

(C-4)：将公式(2)用泰勒公式在q和λ展开至一次项：

式中：

F₁₀，F₂₀，F₃₀，F₄₀，F₅₀，F₆₀分别为q和λ的近似值代入公式(3)得到的F₁～F₆的近似值；dq₁，dq₂，dq₃，dq₄，dq₀₁，dq₀₂，dq₀₃，dq₀₄，dλ分别为各拼接参数的改正数。

2.如权利要求1所述的模型直线约束下的LIDAR点云拼接方法，其特征在于：所述步骤B中模型直线的建立方法为：

步骤(B-1)：在待拼接测站的LIDAR点云上获取模型直线中的任意一条直线l，将其表示为：l＝[0 M N O 0 M₀ N₀ O₀]，其中，(M，N，O)和(M₀，N₀，O₀)分别为l的方向向量和矩向量；

步骤(B-2)：照步骤(B-1)的方法，在基准测站的LIDAR点云上获取模型直线中的任意一条直线l′，将其表示为：l′＝[0 M′ N′ O′ 0 M′₀ N′₀ O′₀]，其中，(M′，N′，O′)和(M′₀，N′₀，O′₀)分别为l′的方向向量和矩向量。