[发明专利]室内场景的功能性建模方法

权利要求书

1.一种室内场景的功能性建模方法，通过机器人和深度摄像机进行取景和分析，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提取深度摄像机的位姿，融入到扩展迭代最近点（ICP）算法中，并依此对三维表面进行实时配准重建，获得室内场景三维表面重建；

(2)对所述室内三维表面重建进行分割聚类，每一类都是一个点云集合，得到场景的语义分割；

(3)排除墙面、屋顶和地板，提取面积大于预设阈值的点云集合；

(4)判断步骤(3)中是否有垂直于地面的点云集合，如果没有，则跳到步骤(7)，如果有，则执行步骤(5)；

(5)提取把手；

(6)机器人拉开所述把手，记录打开、关闭过程及内部结构，并进行功能性标注；

(7)判断步骤(3)中是否有平行于地面的点云集合，如果没有，则跳到步骤(10)，如果有，则执行步骤(8)；

(8)进行欧几里得聚类，分割得到多个单独的物体；

(9)移走单独的物体，记录被遮挡的部分，并进行功能性标注；及

(10)对步骤(1)、(2)、(6)、(9)进行汇总，得到室内场景的功能性模型。

2.如权利要求1所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(1)中，由所述机器人抓握所述深度摄像机，并提供所述深度摄像机的位姿，用以初始化所述ICP算法的初值。

3.如权利要求1所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过区域增长分割算法进行语义分割，根据平滑约束将距离小于阈值的点合并在一起，并输出一系列的点云类，每一类都是一个点云集合。

4.如权利要求3所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(2)中，还可以通过辅助程序进行手工交互的分割。

5.如权利要求1所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(5)中，结合稀疏几何结构以及表面反射性来确定所述把手。

6.如权利要求5所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(5)中，对垂直于地面的点云集合中的每一点选取邻域，并在邻域中计算曲率，并对于曲率上升幅度大于阈值的点就视为把手。

7.如权利要求1所述的室内场景的功能性建模方法，其特征在于，在步骤(7)中，对于所述平行于地面的点云集合的平面特征，采取随机抽样一致性（Random Sample Consensus，RANSAC）算法集。