[发明专利]基于并行架构的三维点云匹配方法、装置和计算机设备

权利要求书

1.一种基于并行架构的三维点云匹配方法，所述方法包括：

获取第一点云和第二点云，从所述第一点云和所述第二点云中确定各个匹配点对，根据所述各个匹配点对计算所述第一点云和所述第二点云的各个初始刚体变换关系；

通过并行线程分别对所述各个初始刚体变换关系进行评估，得到所述各个初始刚体变换关系对应的各个目标初始刚体变换关系和所述各个目标初始刚体变换关系的评价信息；

根据所述各个目标初始刚体变换关系的评价信息从所述各个目标初始刚体变换关系中确定第一目标刚体变换关系；

根据所述第一目标刚体变换关系和所述第一点云得到第一变换点云，从所述第二点云中选取匹配点数据集，查找所述匹配点数据集在所述第一变换点云中的对应点数据集；

根据所述匹配点数据集和所述对应点数据集优化所述第一目标刚体变换关系，得到第二目标刚体变化关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述第一点云和所述第二点云中确定各个匹配点对，包括：

获取采样间隔，并确定所述第一点云对应的第一采样空间和所述第二点云对应的第二采样空间；

使用所述采样间隔对所述第一采样空间和所述第一采样空间进行划分，得到各个第一采样体素块和各个第二采样体素块；

分别从所述各个第一采样体素块中抽取第一采样点，得到所述第一点云对应的第一采样点集，分别从所述各个第二采样体素块中抽取第二采样点，得到所述第二点云对应的第二采样点集；

根据所述第一采样点集和所述第二采样点集确定所述各个匹配点对。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个匹配点对计算所述第一点云和所述第二点云的各个初始刚体变换关系，包括：

获取所述匹配点对中第一匹配点对应的三维坐标法向和第二匹配点对应的三维坐标法向；

根据所述第一匹配点对应的三维坐标法向计算第一点云第一维旋转角度和第一点云第二维旋转角度，并根据第二匹配点对应的三维坐标法向计算第二点云第一维旋转角度和第二点云第二维旋转角度；

根据所述第一点云第一维旋转角度和第一点云第二维旋转角度得到第一旋转变换矩阵，并根据第二点云第一维旋转角度和第二点云第二维旋转角度得到第二旋转变换矩阵；

获取第三维旋转次数，根据所述第三维旋转次数计算各个第三维旋转角度，根据所述各个第三维旋转角度得到各个第三旋转变换矩阵；

根据所述第一旋转变换矩阵、第二旋转变换矩阵和所述各个第三旋转变换矩阵得到各个目标旋转矩阵，根据所述第一匹配点对应的三维坐标、所述第二匹配点对应的三维坐标和所述各个目标旋转矩阵计算各个目标平移矩阵；

根据所述各个目标旋转矩阵和所述各个目标平移矩阵得到所述第一点云和所述第二点云的各个初始刚体变换关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过并行线程分别对所述各个初始刚体变换关系进行评估，得到所述各个初始刚体变换关系对应的各个目标初始刚体变换关系和所述各个目标初始刚体变换关系的评价信息，包括：

在第一并行线程中使用第一初始刚体变换关系和所述第一点云计算第一初始变换点云，并从所述第二点云中得到初始匹配点数据集；

查找所述初始匹配点数据集在所述第一初始变换点云中的初始对应点数据集，根据所述初始匹配点数据集和所述初始对应点数据集确定各个初始对应点对；

计算所述各个初始对应点对的初始距离和初始法向夹角，根据所述各个初始对应点对的初始距离和初始法向夹角对所述各个初始对应点对进行筛选，得到各个目标初始对应点对；

根据所述各个目标初始对应点对使用预设目标优化函数计算目标值；

当所述目标值未符合预设条件时，根据所述各个目标初始对应点对计算更新刚体变换关系，将所述更新刚体变换关系作为所述第一初始刚体变换关系，并返回所述使用第一初始刚体变换关系和所述第一点云计算第一初始变换点云，并从所述第二点云中得到初始匹配点数据集的步骤执行，直到所述目标值符合预设条件时，将所述目标值对应的更新刚体变换关系作为目标初始刚体变换关系，并将所述目标值作为所述目标初始刚体变换关系的评价信息。