[发明专利]一种三维点云运动补偿方法

摘要

一种三维点云运动补偿方法，步骤为：两次扫描点云中心点分别与两次扫描时目标形状中心点连线。分别从两根线上各取一点，遍历直到求取出距离最近的两个点。计算两个最近点的均值，以此均值点为疑似目标旋转中心坐标。以疑似目标旋转中心坐标为原点，遍历若干范围的位置，分别以这些遍历的位置为点云旋转中心进行运动补偿；计算旋转中心、目标中心位置移动速度、目标旋转角速度，以此数值为基础，计算每个点的相对位置误差，对点云中每一个点进行补偿，而后计算补偿后的扫描点云与目标外形点云匹配误差。遍历其它旋转中心对扫描点云进行运动补偿，求补偿后点云匹配误差。取匹配误差最小的一组补偿后扫描点云，作为最终补偿后点云。点云补偿精度高。

主权项

1.一种三维点云运动补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、利用激光扫描目标，相机接收激光反射回光，存储扫描获得的第i组目标点云中各点在相机坐标系中的三维坐标值；i为正整数；步骤二、求取第i组点云在相机坐标系下所有点的坐标值的平均值xm(i),ym(i),zm(i)；求取第i‑1组点云在相机坐标系下所有点的坐标值的平均值xm(i‑1),ym(i‑1),zm(i‑1)；步骤三、将第i组点云和第i‑1组点云分别与预先存储的目标外形点云进行匹配，获得两组扫描点云在目标外形点云中的对应位置姿态，并计算出第i次扫描时目标形状中心的位置点(Xi,Yi,Zi)和第i‑1次扫描时目标形状中心的位置点(Xi‑1,Yi‑1,Zi‑1)；步骤四、在点(xm(i),ym(i),zm(i))与点(Xi,Yi,Zi)的连线上任意选取一点Ai，在点(xm(i‑1),ym(i‑1),zm(i‑1))与点(Xi‑1,Yi‑1,Zi‑1)的连线上任意选取一点Ai‑1，计算点Ai和点Ai‑1的距离值，将距离值最小的两点连线Ai Ai‑1的中点的坐标作为疑似目标旋转中心坐标；步骤五、以步骤四中计算的疑似目标旋转中心为原点，在x，y，z轴分别以设定的步长在设定的范围内遍历获得遍历位置点，分别以这些遍历位置点为第i组点云旋转中心ci；步骤六、选取步骤五中的一个点云旋转中心ci，根据该点云旋转中心ci位置和第i‑1组点云旋转中心ci‑1位置及第i次扫描和第i‑1次扫描的时间间隔，求取出目标旋转中心位移及位移速度v；根据步骤三中第i组点云和第i‑1组点云匹配结果，获得两次扫描目标点云的相对角度偏差，根据角度偏差计算出目标旋转角速度ω；步骤七、对第i组扫描点云每一个点进行补偿，计算出第i组扫描点云中每一个点的实际位置；步骤八、计算第i组扫描点云以步骤六中选取的旋转中心ci按步骤七进行运动补偿后，补偿后扫描点云与目标外形点云匹配误差；转入步骤六，选取下一个旋转中心ci，直到步骤五中所有旋转中心ci计算完毕，进入步骤九；步骤九、选取步骤八中匹配误差最小的一组补偿后扫描点云，作为第i组最终补偿后的点云，将第i组最终补偿后的点云的旋转中心作为第i组点云最终旋转中心；步骤十、将步骤九中第i组最终补偿后点云作为第i组点云、第i组最终点云旋转中心作为第i组点云旋转中心，i更新为i+1，返回步骤一，对新扫描的点云进行处理。步骤十一、利用获得的最终补偿点云计算目标姿态。