[发明专利]三维点云数据配准方法及拼接方法

说明书

本发明涉及一种三维点云数据配准方法及拼接方法。包括：获取三维扫描装置对设有包括多个标靶球的标定靶目标空间分别以第一视角、第二视角扫描对应得到的第一点云数据、第二点云数据，三维扫描装置分别以第一视角、第二视角扫描时标定靶均放置于第一视角和第二视角之间的公共扫描区域的同一个位置；从第一点云数据、第二点云数据中分别找出第一球心点云、第二球心点云，第一球心点云、第二球心点云均包含标定靶内所有标靶球的球心坐标；根据第一球心点云与第二球心点云之间的转换关系将第一点云数据与第二点云数据配准到同一坐标系下。该方法利用标定靶作为两个视角扫描数据匹配的桥梁，标靶球面的成像畸变程度小于平面，提高了配准的精确度。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种三维点云数据配准方法及拼接方法。

背景技术

房屋测量是建筑工程、家装设计工程重要的组成部分，是一项专业性很强的工作，如果在建筑面积计算上出现问题，将对预算造价的准确性产生直接影响，从而带来大量人力、物力的损失。三维激光扫描仪是一种非接触式海量高精度数据的获取手段，可以获得房屋内部的数字模型，然而房屋内部各房间被墙体隔断，每个房间是相对独立的空间，使得三维激光扫描仪得到的各房间的三维点云数据之间的配准比较困难。

传统的三维点云配准方法通常都是通过被测量对象表面粘贴标记点的方法完成，然而此类方法存在的缺点为：平面标记在二维空间存在很大畸变，导致识别难度较大，定位精度不高，从而降低配准的精确度。

发明内容

基于此，有必要针对如何改善传统三维点云配准方法配准精确度较低的问题，提供一种三维点云数据配准方法及拼接方法。

一种三维点云数据配准方法，包括：

获取三维扫描装置对目标空间分别以第一视角、第二视角扫描对应得到的第一点云数据、第二点云数据；所述目标空间设有包括多个标靶球的标定靶；所述三维扫描装置分别以第一视角、第二视角扫描时，所述标定靶均放置于所述第一视角和第二视角之间的公共扫描区域的同一个位置；

从所述第一点云数据、所述第二点云数据中分别找出第一球心点云、第二球心点云；所述第一球心点云、所述第二球心点云均包含所述标定靶内所有所述标靶球的球心坐标；

根据所述第一球心点云与所述第二球心点云之间的转换关系将所述第一点云数据与所述第二点云数据配准到同一坐标系下。

在其中一个实施例中，还包括：

获取所述目标空间在所述第一视角、所述第二视角下对应的第一二维图像数据、第二二维图像数据；

同时，从所述第一点云数据、所述第二点云数据中分别找出第一球心点云、第二球心点云的步骤包括：

从所述第一二维图像数据、所述第二二维图像数据中根据设定的标靶球判断准则分别检测出所有疑似标靶球的第一二维圆心坐标、第二二维圆心坐标；其中，从所述第一二维图像数据中检测的所有所述疑似标靶球、从所述第二二维图像数据中检测的所有所述疑似标靶球均至少包括所述标定靶内的所有标靶球；

根据所有所述第一二维圆心坐标从所述第一点云数据找出包含所述标定靶内所有所述标靶球球心坐标的第一球心点云；

根据所有所述第二二维圆心坐标从所述第二点云数据中找出包含所述标定靶内所有所述标靶球球心坐标的第二球心点云。

在其中一个实施例中，所述第一二维图像数据包括第一灰度图像和第一深度图像；所述第二二维图像数据包括第二灰度图像和第二深度图像；

同时，从所述第一二维图像数据、所述第二二维图像数据中根据设定的标靶球判断准则分别检测出所有疑似标靶球的第一二维圆心坐标、第二二维圆心坐标的步骤包括：

分别对所述第一灰度图像、所述第二灰度图像进行阈值分割，对应得到第一灰度二值化图像、第二灰度二值化图像；