[发明专利]点云拼接方法、装置、设备和存储设备

说明书

本发明实施例公开了一种点云拼接方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：以预设扫描轨迹采集至少一帧标定用点云数据；确定至少一帧标定用点云数据各自的转换前光心坐标在基准点云数据的基准坐标系下的转换后光心坐标，其中，基准点云数据是所述至少一帧标定用点云数据中的任意一帧；根据所述转换后光心坐标的光心拟合轨迹，标定采集设备的机构参数，其中，所述光心拟合轨迹是根据所述转换后光心坐标拟合成的轨迹；根据所述机构参数，确定所述采集设备在任意扫描位姿下采集的原始点云数据向所述基准坐标系转换的目标变换矩阵；根据所述目标变换矩阵，对所述原始点云数据进行拼接，得到拼接后的目标点云数据。以实现高精度的点云拼接的效果。

技术领域

本发明实施例涉及轨迹标定技术，尤其涉及一种点云拼接方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

建筑实测实量机器人基于高精度视觉传感系统，对建筑施工阶段的室内数据进行三维重建，通过测量算法处理三维点云数据，从而得到各个待测指标。由于测量机器人采集到的建筑数据近乎全采样，可以通过对建筑点云数据的评测算法量化评估测量结果。

由于建筑测量的跨度范围通常较大，三维相机单帧拍摄得到的点云视域有限，需要算得多帧点云间的刚体变换矩阵，将其拼接得到完整的室内点云数据。目前主要由以下方式算得变换矩阵：首先通过惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)和即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping，SLAM)信息反馈三维采集设备的位姿变换，获得初始的点云配准矩阵，再通过二维或三维的图像特征，提取匹配点对，算得精配准的优化矩阵。

在建筑测量使用上述点云拼接方法会存在以下一些问题：一是由于房屋点云通常为相互垂直的大平面，其图像特征较少，不利于匹配点对的提取，因此初始位姿信息需具有较高精度；二是IMU和SLAM所提供的定位信息精度较低，难以满足建筑测量场景下初始点云配准的要求；三是当前基本通过手眼标定试验来确定基坐标系与相机坐标系的转换关系，以求得初始点云配准矩阵，但该试验的标定对象通常是标定板，与建筑测量的视域相比非常小，且为了能拍到同一块标定板，标定的扫描幅度也很小，如此具有差异的标定试验随着视域的增大，其标定效果大幅下降。

发明内容

本发明实施例提供一种点云拼接方法、装置、设备和存储介质，以实现高精度的点云拼接的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种点云拼接方法，该方法包括：

以预设扫描轨迹采集至少一帧标定用点云数据；

确定所述至少一帧标定用点云数据各自的转换前光心坐标在基准点云数据的基准坐标系下的转换后光心坐标，其中，所述基准点云数据是所述至少一帧标定用点云数据中的任意一帧；

根据所述转换后光心坐标的光心拟合轨迹，标定采集设备的机构参数，其中，所述光心拟合轨迹是根据所述转换后光心坐标拟合成的轨迹；

根据所述机构参数，确定所述采集设备在任意扫描位姿下采集的原始点云数据向所述基准坐标系转换的目标变换矩阵；

根据所述目标变换矩阵，对所述原始点云数据进行拼接，得到拼接后的目标点云数据。

可选的，所述以预设扫描轨迹采集至少一帧标定用点云数据，包括：

基于预设扫描轨迹，由采集设备对待重建区域进行点云扫描，采集至少一帧标定用点云数据，其中，所述待重建区域上设置有互不相同的特征标靶。

这样预先规划好预设扫描轨迹，基于预设扫描轨迹对待重建区域进行点云扫描，节省时间，提高扫描效率。

可选的，每一个所述特征标靶上设置有唯一编码标识，以通过唯一编码标识能将获取的所述标定用点云数据与各所述特征标靶对应。