[发明专利]点云与平面图像融合方法及装置

权利要求书

1.一种点云与平面图像融合方法，包括：

获取目标物体的第一点云与第一平面图像；

将所述第一点云转换为第一深度图像；

获取能够反映所述第一平面图像与所述第一深度图像之间坐标转换关系的映射矩阵；

利用所述映射矩阵将所述第一深度图像与所述第一平面图像转换到同一坐标系下，由于所述第一深度图像是由所述第一点云转换而来的，并根据所述第一深度图像与所述第一点云之间的转换关系将所述第一平面图像与所述第一点云融合；

将所述第一点云转换为第一深度图像包括：

将所述第一点云转换为球极坐标系(r，alpha，beta)下的点云；其中，r表示各点到所述球极坐标系中心的距离，alpha为各点在xy平面的投影旋转到x轴的角度，beta为各点旋转到z轴的角度；其中，z轴与重力方向平行；根据各点在所述球极坐标系下的坐标得到所述第一深度图像。

2.根据权利要求1所述的点云与平面图像融合方法，其特征在于，获取能够反映所述第一平面图像与所述第一深度图像之间坐标转换关系的映射矩阵包括：

获取标定物的第二点云与第二平面图像；其中，所述第二点云、第二平面图像的采集装置分别对应与所述第一点云、所述第一平面图像的采集装置相同；并且所述第二点云的采集装置相对所述第二平面图像的采集装置的位置，和所述第一点云的采集装置相对所述第一平面图像的采集装置的位置相同；

将所述第二点云转换为第二深度图像；其中，所述第二深度图像属于所述深度图像；

获取所述标定物上各标定点分别在所述第二平面图像、所述第二深度图像的坐标；

根据所有所述标定点分别在所述第二平面图像、所述第二深度图像的坐标计算出所述映射矩阵。

3.根据权利要求2所述的点云与平面图像融合方法，其特征在于，根据所有所述标定点分别在所述第二平面图像、所述第二深度图像的坐标计算出所述映射矩阵包括：

建立所述第二平面图像与所述第二深度图像之间的映射模型；

将各所述标定点分别在所述第二平面图像、所述第二深度图像的坐标代入所述映射模型中，从而得到所述映射矩阵。

4.根据权利要求3所述的点云与平面图像融合方法，其特征在于，所述映射模型为：

其中，P为所述映射矩阵，(x,y)为所述第二平面图像的点坐标，(x',y')为所述第二深度图像的点坐标，w为缩放系数。

5.根据权利要求1所述的点云与平面图像融合方法，其特征在于，所述第一深度图像中各点的坐标为：

x＝alpha/β+x₀

y＝beta/β+y₀

其中，β为最小角分辨率；(x₀,y₀)为所述第一深度图像的中心点坐标。

6.一种点云与平面图像融合装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取目标物体的第一点云与第一平面图像；

点云转换模块，用于将所述第一点云转换为第一深度图像；

映射矩阵获取模块，用于获取能够反映所述第一平面图像与所述第一深度图像之间坐标转换关系的映射矩阵；

坐标系转换模块，用于利用所述映射矩阵将所述第一深度图像与所述第一平面图像转换到同一坐标系下，并根据所述第一深度图像与所述第一点云之间的转换关系将所述第一平面图像与所述第一点云融合；

所述点云转换模块包括：

极坐标系转换单元，用于将所述第一点云转换为球极坐标系(r，alpha，beta)下的点云；其中，r表示各点到所述球极坐标系中心的距离，alpha为各点在xy平面的投影旋转到x轴的角度，beta为各点旋转到z轴的角度；其中，z轴与重力方向平行；

深度图像生成单元，用于根据各点在所述球极坐标系下的坐标得到所述第一深度图像。