[发明专利]一种基于SGH描述3D局部特征的3D形状匹配方法及装置

权利要求书

1.一种基于SGH描述3D局部特征的3D形状匹配方法，其特征在于，所述方法包括：

获取现实场景的3D点云；

获取所述现实场景的3D点云的特征点p；

为所述特征点p的球形邻域建立局部参考坐标系，其中所述球形邻域的原点与所述特征点p重合并具有大小为R的支撑半径，所述局部参考坐标系的原点与所述特征点p重合并具有正交归一化的x轴、y轴和z轴；

基于所述局部参考坐标系，建立3D局部特征描述符并对所述球形邻域内的空间信息进行编码，以获得所述球形邻域内的3D局部表面信息；以及

将所述球形邻域内的3D局部表面信息与目标物体的3D局部表面信息进行匹配，以进行3D形状匹配；

其中，所述基于所述局部参考坐标系，建立3D局部特征描述符并对所述球形邻域内的空间信息进行编码包括：

以所述球形邻域的原点为中心沿着径向方向将所述球形邻域划分成多个径向分区；

以所述z轴为中心轴将所述球形邻域划分成多个方位角分区；

以所述球形邻域的原点为中心将所述z轴的负方向到所述z轴的正方向之间的第一角度划分成多个第一偏向角分区，其中；

获取所述球形邻域内的3D点集P，其中，为所述球形邻域内的邻域点，n为所述球形邻域内的邻域点的数量；

确定所述邻域点所在的径向分区、所述邻域点所在的方位角分区，以及所述邻域点的法向量与所述z轴之间的第一轴向角α所属的第一偏向角分区；以及

为所述球形邻域内的3D点集P分别生成相应的径向分布直方图、方位角分布直方图和第一偏向角分布直方图，以表征所述球形邻域内的3D局部表面信息；

所述球形邻域的多个第一偏向角分区为非均匀划分的，并且越靠近所述z轴的正方向所述第一偏向角的划分越精细；

建立关于的正弦函数，并对所述正弦函数的幅值进行均匀划分以实现对所述第一角度的非均匀划分，其中。

2.根据权利要求1所述的3D形状匹配方法，其特征在于，所述方法还包括：

以所述球形邻域的原点为中心将所述球形邻域的仰角划分成多个仰角分区；

确定所述邻域点所在的仰角分区；以及

为所述球形邻域内的3D点集P生成相应的仰角分布直方图，并利用所述径向分布直方图、所述方位角分布直方图、所述仰角分布直方图和所述第一偏向角分布直方图来共同表征所述球形邻域内的3D局部表面信息。

3.根据权利要求2所述的3D形状匹配方法，其特征在于，所述方法还包括：

在x-p-y平面上将所述x轴分别作为起点和终点所形成的第二角度划分成多个第二偏向角分区，其中；

确定所述邻域点的法向量在所述x-p-y平面上的投影向量与所述x轴之间的第二轴向角所属的第二偏向角分区；以及

为所述球形邻域内的3D点集P生成相应的第二偏向角分布直方图，并利用所述径向分布直方图、所述方位角分布直方图、所述仰角分布直方图、所述第一偏向角分布直方图和所述第二偏向角分布直方图来共同表征所述球形邻域内的3D局部表面信息。