[发明专利]识别三维场景中物体平面的方法和装置

权利要求书

1.一种用于识别3D场景中3D物体的平面的计算机实现方法，包括：

接收3D场景的点云，所述3D场景包括至少一个由所述点云中多个点表示的3D物体；

将所述点云体素化为尺寸相等的多个体素；

将所述多个体素分为三类，其中每个第一类体素满足平面要求和第一邻域约束，每个第二类体素满足所述平面要求和第二邻域约束，每个第三类体素都不满足所述平面要求；

通过首先确定一个第一类锚定体素，并将其相邻的第一类体素募集到所述至少一个参考平面，从而从所述第一类体素生成至少一个参考平面；

通过吸收连接到所述至少一个参考平面的第二类体素，如果它们满足体素合并要求，以及吸收连接到所述至少一个参考平面的第三类体素中的点，如果它们满足点合并要求，来生长所述至少一个参考平面；

使用这组至少一个参考平面来表示所述3D物体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述平面要求包括一个条件，即所述体素内的点表现出一个平面分布。

3.根据权利要求1所述的方法，其中关于一个给定体素的所述第一邻域约束包括以下条件：

所述给定体素的好邻居的数量大于第一预定阈值，和

所述给定体素的坏邻居的数量小于第二预定阈值；

其中，好邻居是满足平面对齐要求的相邻体素，坏邻居是不满足所述平面对齐要求的相邻体素；

其中，所述平面对齐要求包括：所述相邻体素的法向量相对于所述给定体素的法向量的角度对齐小于一个预定值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，关于一个给定体素的第二邻域约束包括以下条件：

所述给定体素的好邻居数量大于第三预定阈值，坏邻居数量大于或等于所述第二预定阈值；

其中，所述第一预定阈值大于所述第三预定阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述第一类体素生成至少一个参考平面的步骤包括：

为每个体素分配一个唯一的初始体素索引；

对于每个第一类体素，

以所述第一类体素为中心，将与所述中心相邻的体素分组，以形成所述第一类体素的体素邻居组；和

向所述体素分配一个好邻居计数，其中，所述好邻居计数是所述体素邻居组中第一类体素的数量；

对于每个体素邻居组，

向所述体素邻居组的所有成员分配一个父体素索引，其中，所述父体素索引是所述体素邻居组内具有最高好邻居得分的初始体素索引；

对于彼此重叠至少一个体素的体素邻居组，

如果这些体素邻居组之间的父体素索引不同，则将其中具有最高好邻居得分的父体素索引确定为指定的父体素索引；和

对于没有最高好邻居得分的体素邻居组，将这些组中所有体素的父体素索引重新分配给所述指定的父体素索引；

重复重新分配步骤，直到不再发生重新分配；和

通过将具有相同父体素索引的所有体素分组在一起，形成所述至少一个参考平面。

6.根据权利要求5所述的方法，从所述第一类体素生成至少一个参考平面的步骤包括：

如果在所述体素邻居组中有一个以上的体素具有相同的最高好邻居得分，则选择初始索引最低的体素作为所述父体素索引；和

如果有一个以上的体素邻居组具有相同的最高好邻居得分，则选择最低的父体素索引作为所述指定的父体素索引。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述好邻居得分至少满足以下要求之一：

具有最多所述第一类相邻体素；

具有最少所述第三类相邻体素；和

是所述组中是最平的体素。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述体素合并要求包括以下条件：

所述至少一个参考平面的法向量和相邻的第二类体素的法向量近似相等；和

所述至少一个参考平面与所述相邻的第二类体素的平面之间的偏移距离小于第四预定阈值。