[发明专利]一种基于NARF和FPFH的接触网零全网三维重建方法

权利要求书

1.一种基于NARF和FPFH的接触网零全网三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过安装有Kinect2.0深度摄像机的检测小车采集接触网初始点云，获得的初始点云数据是pcd格式文件，其包括点云位置、颜色和深度；

步骤2：对初始点云进行预处理，包括点云去噪、点云分割、点云精简、点云融合和点云派生；

步骤3：针对接触网点云数据，提取两帧点云中对应关键点，采用归一化对齐径向特征NARF对点云图像边界进行检测，提取表面稳定但邻域深度信息发生变化的NARF关键点，这些变化包括表面变化系数以及变化的主方向；

步骤4：采用快速点特征直方图FPFH算法对NARF关键点进行特征描述，确定两帧初始点云之间的关键点对应关系；

步骤5：利用关键点进行点云配准，通过SAC-IA将误匹配点剔除；

步骤6：采用ICP算法进行精确配准，得到配准后的完全接触网三维点云模型。

2.如权利要求1所述的一种基于NARF和FPFH的接触网零全网三维重建方法，其特征在于，还包括步骤7：

步骤7：利用点云分割手段，将点云配准后的接触网模型中的缺损腕臂绝缘子提取出来，估计提取得到的绝缘子表面法线，利用其表面的法线信息对缺损绝缘子进行检测。

3.如权利要求1所述的一种基于NARF和FPFH的接触网零全网三维重建方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

步骤3.1：点云数据中某点曲率大的位置对应不同零件的结构分界点，边界兴趣值I(p)为：

I(p)＝I₁(p)·I₂(p)

式中：

I1(p)=mini(1-wnimax(1-10·||p-ni||σ,0)]]>

I2=maxi-j(f(ni)f(nj)(1-|cos(γni′-γnj′)|))]]>

f(n)=wn(1-2·||p-n||σ-12)]]>

I₁(p)为表面变化强度估计因子，I₂(p)为主方向辨别因子；p为边界点，n为点p的邻元素，σ为空间尺度，w_n为邻元素n对应的权重值，γ为点n对应一维角度；对于接触网曲面边缘点，w_n取值为1，而对于其它点，w_n取值为1-(1-ρ)³，ρ为p及其周边点进行主成分分析后得到的曲率值。