[发明专利]点云数据的配准方法及装置

权利要求书

1.一种点云数据的配准方法，包括：

获取点云数据和单点全球定位系统GPS的位置数据，所述点云数据包括每一帧点云数据的时间戳，所述位置数据包括与每一帧点云数据对应的参考位置的时间戳；

对于所述点云数据中的任一组相邻的两帧点云数据，对相邻的两帧点云数据进行配准，得到所述相邻的两帧点云数据之间的第一位姿变换参数；

根据所述第一位姿变换参数，确定与每一帧点云数据对应的实际位置；

对于所述每一帧点云数据，根据与所述每一帧点云数据对应的时间戳，获取与所述时间戳对应的参考位置；

根据各帧点云数据的实际位置和参考位置，确定目标配准参数，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的参考位置的差值最小。

2.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，其中，根据各帧点云数据的实际位置和参考位置，确定目标配准参数，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的参考位置的差值最小包括：

对于各帧点云数据，基于实际位置和参考位置，构建关于目标配准参数的残差方程组；

利用最小二乘算法，对所述目标配准参数进行优化，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的参考位置的差值最小。

3.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，其中，根据所述第一位姿变换参数，确定与所述每一帧点云数据对应的实际位置包括：

根据所述第一位姿变换参数，计算任一帧点云数据与第一帧点云数据之间的第二位姿变换参数，所述第二位姿变换参数包括平移量矩阵；

对于每一帧点云数据，根据平移量矩阵，确定与所述每一帧点云数据对应的实际位置。

4.根据权利要求3所述的点云数据的配准方法，还包括：

利用所述第二位姿变换参数，将每一帧点云数据中的每个空间点变换到以所述第一帧点云数据为坐标原点的局部坐标系下，得到局部点云图；

利用所述目标配准参数，将所述局部点云图中的每个空间点变换到全局坐标系下，得到全局点云图。

5.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，还包括：

对所述点云数据进行格网采样。

6.根据权利要求5所述的点云数据的配准方法，其中，对所述点云数据进行格网采样包括：

对于每一帧点云数据，以固定体素阈值创建三维网格索引，每个三维网格中的每个空间点具有唯一的索引号；

确定每个三维网格的中心点；

对于每个三维网格，计算每个索引号对应的空间点与所述每个三维网格的中心点的距离；

将与所述每个三维网格的中心点的距离最近的空间点，确定为所述每个三维网格的空间点。

7.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，还包括：

对所述点云数据进行滤波处理。

8.根据权利要求7所述的点云数据的配准方法，其中，对所述点云数据进行滤波处理包括：

对于每一帧点云数据，计算每个空间点的相邻点到所述每个空间点之间的平均距离；

根据与每个空间点对应的平均距离，确定高斯分布函数；

对于所述每一帧点云数据，滤除平均距离大于所述高斯分布函数的标准差的空间点。

9.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，其中，所述点云数据通过激光雷达设备获取。

10.根据权利要求1所述的点云数据的配准方法，其中，对相邻的两帧点云数据进行配准包括：

利用正太分布变换法NDT对相邻的两帧点云数据进行配准。