[发明专利]一种多尺度坐标轴夹角特征的点云快速配准方法

权利要求书

1.一种多尺度坐标轴夹角特征的点云快速配准方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：输入源点云P和目标点云Q，分别提取出源点云P的关键点和目标点云Q的关键点；

步骤二：计算关键点处的特征描述子，以关键点为中心选取三个不同大小邻域计算得到三个坐标系和三个该局部点云的曲率，以三个坐标系分别对应的坐标轴的夹角余弦及三个不同曲率共同组成该关键点的特征描述子，得到源点云P的关键点特征描述子和目标点云Q的关键点特征描述子；

步骤三：两对对应点为一组同时进行选取，保留同时满足特征描述子的最大相似性和源点云中两点距离与目标点云两点距离近似相等的对应关系组，得到初始对应点对；

步骤四：采用随机采样一致性算法对错误对应关系进行去除得到精确的对应关系；

步骤五：采用聚类分选方法使精确的对应关系分布均匀；

步骤六：最终的对应关系通过奇异值分解法计算得到用于拼接的变换矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度坐标轴夹角特征的点云快速配准方法，其特征在于：所述的提取关键点的方法为：

(1)求取点云邻域点与中心点连线所成向量向中心点法线方向投影，对邻域内投影求和并取均值；

(2)设定阈值c₀，选取投影均值大于阈值的点作为关键点。

3.根据权利要求1所述的一种多尺度坐标轴夹角特征的点云快速配准方法，其特征在于：所述的关键点p的特征描述子包括：

各坐标轴间夹角余弦：

cosθZij=z‾i·z‾j|z‾i|·|z‾j|,i=1,2,3j=1,2,3i≠j]]>

cosθYij=Y‾i·Y‾j|Y‾i|·|Y‾j|,i=1,2,3j=1,2,3i≠j]]>

cosθXij=X‾i·X‾j|X‾i|·|X‾j|,i=1,2,3j=1,2,3i≠j]]>

三个曲率值：

ω_i＝c₁·Δpi＝1,2,3

Δp=λ3λ1+λ2+λ3]]>

其中，c₁为归一化常数。