[发明专利]三维模型局部空间平面估计的方法

说明书

本发明公开了三维模型局部空间平面估计的方法，属于三维模型局部空间平面估计技术领域，包括以下步骤：S101：随机选点，从局部点云中，随机取出三个不共线的点；S102：构建平面，三个不共线的点构成一个基准平面；S103：计算点云，计算局部点云中所有点到基准平面的距离；S104：内点延伸探测，直至内点数量满足要求；S105：算法终止。通过随机获取三点构成平面，计算点云到平面的距离，从而获取最多数量的点在阈值范围内的平面，为需要估计的三维重建布局的平面，有效的解决三维重建中局部区域的平面估计问题，进而实现了对法线的估计，可显著地改进表面法线估计的精度，对点云中的噪音点有较强的适应能力。

技术领域

本发明涉及三维模型局部空间平面估计技术领域，特别涉及三维模型局部 空间平面估计的方法。

背景技术

专利号为CN109478337A的专利公开了用于改进的表面法线估计的系统 和方法，在一些方面中，接收从多个视角表示三维对象的多个图像或深度图。 基于所述单个图像内的表面点，估计所述多个图像中的单个图像内的表面点处 的表面法线。基于所述表面法线和由从所述多个图像推导出的表面点构成的点 云，产生所述对象的三维表面的电子表示。

专利号为CN201910721163.1的专利公开了基于二维几何轮廓的点云姿 态识别方法，该方法的步骤包括：获取场景的三维点云、二维图片、以及由二 维图片转换到三维点云所对应的单应性映射矩阵；从二维图片中提取目标物体 二维轮廓；对目标物体二维轮廓进行几何特征检测，提取得到具有几何形状特 征的轮廓；通过单应性矩阵将具有几何形状特征的轮廓转换为三维点云；根据 几何轮廓转换后的三维点云信息，提取场景的三维点云对应的感兴趣区域点云； 提取感兴趣区域点云中的平面；估计平面的法线，将平面的中心坐标设置为姿 态的位置信息，将平面的法线设置为姿态的方向信息。本发明结合了由几何模型构成的物体抓取位置的特性，消除了姿态信息的冗余，提高了识别效率。

专利号为CN201811097554.2的专利公开了商品三维重建系统及重建方法， 其中方法包括：S1、获取至少三张不同视角的商品的点云图；S2、基于 SAC-IA+ICP算法将所有点云图中相邻两个点云图的点云进行配准，以消除相 邻点云之间的偏移；S3、采用改进的泊松曲面重建算法对配准后的所有点云重 建出完整的商品三维曲面模型；S4、采用光照渲染器对商品三维曲面模型进行 颜色绘制及光照渲染，得到可展示的三维商品模型。但是，三维表面重构可基 于对于三维对象获得的多个图像和深度图。多个图像和深度图中的每一个可能 是从三维对象的不同视角所俘获。可从图像和/或深度图识别对象上的点位置， 且将其用于对准多个图像。上述专利中采用仅使用从单一图像推导出的点用于 估计表面法线，表面法线的精度低，对点云中的噪音适应性差。

发明内容

本发明的目的在于提供三维模型局部空间平面估计的方法，通过随机获取 三点构成平面，计算点云到平面的距离，从而获取最多数量的点在阈值范围内 的平面，为需要估计的三维重建布局的平面，有效的解决三维重建中局部区域 的平面估计问题，进而实现了对法线的估计，可显著地改进表面法线估计的精 度，对点云中的噪音点有较强的适应能力，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：三维模型局部空间平面估计 的方法，包括以下步骤：

S101：随机选点，从局部点云中，随机取出三个点，判断其中任意两点是 否共线，若共线则重新选取，直至三个点不共线；

S102：构建平面，三个不共线的点分别为a点、b点和c点，a点、b点 和c点构成一个基准平面；

S103：计算点云，计算局部点云中所有点到基准平面的距离，满足阈值要 求的点被记入内点，不满足要求的点被记入外点；

S104：内点延伸探测，对内点进行延伸探测n次，直至内点数量满足要求；

S105：算法终止，满足内点数量要求时所对应的基准平面为需要估计的三 维重建局部的平面。