[发明专利]一种鲁棒的基于深度信息的平面检测方法及系统

权利要求书

1.一种鲁棒的基于深度信息的平面检测方法，其特征在于，包括：

接收深度图，提取所述深度图中的若干有效种子块，具体的，将预置大小的矩形窗以光栅扫描方式遍历所述深度图，并以所述深度图的每一像素点为矩形窗的左上角起始点，在遍历所述深度图的每一像素点时，检查所述矩形窗内的所有点是否是孔洞点，所述孔洞点为像素零值点，若所述矩形窗内不存在孔洞点，则将所述矩形窗内的点集作为有效种子块，并通过线性最小二乘平面拟合法计算出每一所述有效种子块的平面方程和平滑度，具体的，利用线性最小二乘平面拟合法得到所述有效种子块的拟合平面，所述拟合平面用法向量n和与坐标系原点的距离d表示，计算所述有效种子块的拟合平面与所述有效种子块上的点的拟合误差，以p表示第i个有效种子块上的任一点，n_i表示第i个有效种子块的拟合平面的法向量，d_i表示第i个有效种子块的拟合平面与坐标系原点的距离，e_i(p)表示第i个有效种子块的拟合平面与第i个有效种子块上的点p的拟合误差，则e_i(p)＝|n_i·p+d_i|，根据所述拟合误差求得均方根拟合误差，以所述均方根拟合误差表示所述有效种子块的平滑度，以δ_i根据所述均方根拟合误差，则

其中P表示有效种子块内所有像素点的点集，|P|表示有效种子块内的像素点数，按照有效种子块的均方根拟合误差由小到大的顺序，对所述有效种子块进行排序；

根据所述有效种子块进行区域生长，得到所述有效种子块的生成平面，具体的，检测平滑度最高的有效种子块的所有相邻点，若当前检测的所述有效种子块的相邻点不是孔洞，且不属于其他有效种子块的生长平面，则将当前检测的所述有效种子块的相邻点代入所述有效种子块的平面方程中，通过拟合误差公式e_i(p)＝|n_i·p+d_i|计算得到对应的拟合误差，判断所述拟合误差是否小于阈值T，若小于，则将当前检测的有效种子块的相邻点合并到所述有效种子块当前生长的生长平面内，若大于，则将所述相邻点视为当前生长的生长平面的局外点，且对所述局外点的像素不做任何处理，也不参与当前有效种子块的方程更新，利用最小二乘平面拟合法，更新所述有效种子块的方程的参数，并据此更新均方根拟合误差，当判断所述有效种子块的生长平面的相邻点集为空集，或相邻点集内没有未被其他平面包含的点或不是孔洞点时，停止生长，得到有效种子块的生长平面，其中，所述阈值T为动态阈值函数的输出，所述动态阈值函数为：

且I表示所述深度图，I_d表示所述深度图上代入平面方程利用拟合误差公式计算拟合误差的点的深度值，τ表示生长平面的允许最大粗糙度，λ决定所述阈值的增长速度，H和W分别表示深度图的高度和宽度，α和k为常数，j表示生长过程中生长平面的迭代次数，初始化令j＝1，输出最大的阈值T由I_d决定；

对所述有效种子块的生成平面进行过生长纠正或欠生长纠正，得到所述有效种子块的有效生长平面；

输出包含有所述有效种子块的有效生长平面的深度图检测平面。

2.如权利要求1所述的平面检测方法，其特征在于，对所述有效种子块的生成平面进行过生长纠正的步骤包括：

以当前进行纠正的有效种子块的生长平面作为检测平面，查找所述检测平面的相邻平面；

通过相交线的参数方程，找到所述检测平面与当前检测的相邻平面的相交线；

判断所述相交线是否存在于所述深度图的二维范围内，若不存在，检测下一相邻平面，并找出所述检测平面与当前检测的相邻平面的相交线；

若存在，则设置检测扫描条的宽度，将所述检测扫描条沿所述相交线进行像素点扫描，得到过生长区域；

根据所述过生长区域判断所述检测平面是否过生长，若判断所述检测平面过生长，则将所述过生长区域与所述相邻平面合并，若判断所述检测平面未过生长，则将所述过生长区域与所述检测平面合并，得到有效生长平面；其中，在合并过程中，检测并重新分配碎化产生的孤立块；

分别更新所述检测平面和所述相邻平面的平面方程；

迭代上述过生长纠正步骤，直到所有生长平面均完成过生长检测和纠正。