[发明专利]一种三维激光点云成像中的快速平差方法

权利要求书

1.一种三维激光点云成像中的快速平差方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤(1)确定一个固定的时间间隔，以该间隔为基础在获取的全部点云中选取关键帧进行平差，降低运算复杂度；

步骤(2)在关键帧点云中，提取边界点和平面点：对于每个点，求该点到在其一定距离内的所有点的向量和的模，再除以激光测距仪到该点的距离，获得该点平整度即其中i为所计算的点，j为i的相邻点，S为i两侧相同个数的点构成的点集，P_iP_j分别为点i点j的坐标，取其中c值最大的n个点作为边界点，取出c值最小的n个点作为平面点；

步骤(3)确定特征点之后，对每个特征点进行特征关联，特征关联就是求该特征点到上一帧中该点的关联特征的距离；

步骤(4)特征关联之后，每一个特征点都有一个关于上一帧数据的特征距离d，找到一个位姿变换T_k＝[t_x，t_y，t_z，r_x，r_y，r_z]，尽量让所有特征距离都为0，那这个位姿变换就是激光雷达在这两帧数据之间的运动，即f(P_k，T_k)＝d_k→0，P_k为k时刻特征点矩阵，d_k为k时刻特征距离矩阵，T_k为k-1到k时刻的位姿变换，使用最小二乘法优化计算T_k，根据T_k更新点云位置，再次进行特征关联并更新距离d计算T_k，不断循环直到d小于设定阈值或者循环次数达到上限；

步骤(5)若优化完成的后的全部特征距离的平均值比优化前减小，则认为平差完成；反之，则要进行平差优化：将当前关键帧的点云映射到全局坐标系之后，就可以确定激光雷达在已创建的三维点云图中的位置，在三维点云图中，以这个位置为中心取一个立方体内的全部点云，让当前关键帧与这部分点云再次按步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)进行配准来完成平差优化，其中立方体的大小与激光雷达的测量范围有关。