[发明专利]基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法及系统、控制器

权利要求书

1.一种基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：

接收陀螺仪发送来的三维点云数据测量装置在当前测量时刻与在前测量时刻之间的相对位姿；

接收所述三维点云数据测量装置在当前测量时刻获取的物体表面的三维点云数据；

根据所述相对位姿对当前测量时刻获取的三维点云数据和和在前测量时刻获取的三维点云数据进行匹配，以获得匹配融合后的三维点云数据。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法，其特征在于：还包括接收所述陀螺仪发送来的所述三维点云数据测量装置的初始位姿。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法，其特征在于：采用迭代最近点算法对当前测量时刻获取的三维点云数据和和在前测量时刻获取的三维点云数据进行匹配，采用所述相对位姿作为所述迭代最近点算法的初始值。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法，其特征在于：根据所述相对位姿对当前测量时刻获取的三维点云数据和和在前测量时刻获取的三维点云数据进行匹配，以获得匹配融合后的三维点云数据包括以下步骤：

建立匹配目标函数其中R为旋转矩阵，T为平移矩阵；p_j,i为当前测量时刻i时获取的三维点云数据中第j点；p_j,i-1在前测量时刻i-1时获取的三维点云数据中第j点，n为三维点云数据所包含的点的个数；

利用列文伯格-马夸尔特最优化算法对所述匹配目标函数进行迭代，求解所述旋转矩阵的最优解R'和所述平移矩阵的最优解T'；

采用迭代最近点算法对当前测量时刻获取的三维点云数据和和在前测量时刻获取的三维点云数据进行匹配，采用所述相对位姿作为迭代最近点算法的初始值，获取匹配融合后的三维点云数据P_all＝P_i-1+(P_i+R'+T')，其中，P_i-1为在前测量时刻i-1时获取的三维点云数据，P_i为当前测量时刻i时获取的三维点云数据。

5.一种基于陀螺仪的三维点云数据匹配系统，其特征在于：包括第一接收模块、第二接收模块和匹配模块；

所述第一接收模块用于接收陀螺仪发送来的三维点云数据测量装置在当前测量时刻与在前测量时刻之间的相对位姿；

所述第二接收模块用于接收所述三维点云数据测量装置在当前测量时刻获取的物体表面的三维点云数据；

所述匹配模块用于根据所述相对位姿对当前测量时刻获取的三维点云数据和和在前测量时刻获取的三维点云数据进行匹配，以获得匹配融合后的三维点云数据。

6.一种控制器，其特征在于：包括通信器、处理器及存储器；

所述通信器用于接收陀螺仪发送来的三维点云数据测量装置在当前测量时刻与在前测量时刻之间的相对位姿以及所述三维点云数据测量装置在当前测量时刻获取的物体表面的三维点云数据；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于根据所述相对位姿和所述三维点云数据，执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述控制器执行权利要求1-4中任一所述基于陀螺仪的三维点云数据匹配方法。

7.一种基于陀螺仪的三维点云数据匹配系统，其特征在于：包括陀螺仪、三维点云数据测量装置和权利要求6所述的控制器；

所述陀螺仪用于获取所述三维点云数据测量装置在当前测量时刻与在前测量时刻之间的相对位姿，并发送至所述控制器；

所述三维点云数据测量装置用于在各个测量时刻获取的物体表面的三维点云数据，并发送至所述控制器。

8.根据权利要求7所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配系统，其特征在于：所述陀螺仪设置在所述三维点云数据测量装置上。

9.根据权利要求7所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配系统，其特征在于：所述三维点云数据测量装置和所述控制器集成为一体。

10.根据权利要求7所述的基于陀螺仪的三维点云数据匹配系统，其特征在于：所述三维点云数据测量装置采用3D扫描仪。