[发明专利]一种点云数据配准方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种点云数据配准方法、系统、电子设备及存储介质，其方法包括：获取场景的三维模型的模型点云和场景点云；对模型点云和场景点云进行平面特征提取，分别得到模型点云平面特征集和场景点云平面特征集；根据两个特征集对模型点云和场景点云进行线特征提取，得到对应的模型点云线特征集和场景点云线特征集；基于模型点云平面特征集、场景点云平面特征集、模型点云线特征集和场景点云线特征集，对模型点云和场景点云进行特征匹配，确定特征匹配关系；基于特征匹配关系，确定模型点云和场景点云的坐标变换关系，以对模型点云与场景点云配准。通过上述方法，能够通过平面特征和线特征，实现三维模型和点云之间的配准，提高配准效率。

技术领域

本申请涉及三维场景建模技术领域，特别是涉及一种点云数据配准方法、系统电子设备及存储介质。

背景技术

随着计算机技术的日渐成熟和普及，虚拟内容和真实世界可以通过三维AR实现互动，其中，三维模型和点云之间的配准尤为重要，现有的点云数据配准方法是直接在点云和点云之间配准。

对现有技术的研究和实践过程中，本申请的发明人发现，随着三维AR的流行，越来越多大规模场景需要进行点云之间的配准，大量的点云数据进行配准则会造成计算量增大而增加耗时，影响配准速度，匹配点不足则影响匹配精度；另外，当迭代初值选择不当，会导致无法得到最优配准结果。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种点云数据配准方法、系统电子设备及存储介质，能够通过三维模型和点云的平面特征和线特征，实现三维模型和点云之间的配准。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种点云数据配准方法，包括：获取场景的三维模型和场景点云，基于所述三维模型的顶点坐标获取模型点云；对所述模型点云和所述场景点云进行平面特征提取，分别得到模型点云平面特征集和场景点云平面特征集；根据所述模型点云平面特征集和所述场景点云平面特征集对所述模型点云和所述场景点云进行线特征提取，得到对应的模型点云线特征集和场景点云线特征集；基于所述模型点云平面特征集、所述场景点云平面特征集、所述模型点云线特征集和所述场景点云线特征集，对所述模型点云和所述场景点云进行特征匹配，确定特征匹配关系；基于所述特征匹配关系，确定所述模型点云和所述场景点云的坐标变换关系，以对所述模型点云与所述场景点云配准。

在本申请的一实施例中，所述获取场景的三维模型和场景点云，基于所述三维模型的顶点坐标获取模型点云，包括：获取场景的三维模型，并获取所述三维模型的顶点坐标以构建模型点云；其中，场景点云为标准点云；所述对所述模型点云和所述场景点云进行平面特征提取，分别得到模型点云平面特征集和场景点云平面特征集，包括：对所述模型点云进行平面特征提取，得到第一模型点云平面特征集；以及对所述场景点云进行平面特征提取，得到第一场景点云平面特征集。

在本申请的一实施例中，所述对所述模型点云进行平面特征提取，得到第一模型点云平面特征集；以及对所述场景点云进行平面特征提取，得到第一场景点云平面特征集，包括：对所述模型点云中的数据利用随机抽样进行平面特征提取，得到第一模型点云平面特征集以及每个平面对应的点云数据；对所述场景点云中的数据利用随机抽样进行平面特征提取，得到第一场景点云平面特征集以及每个平面对应的点云数据；其中，对所述第一模型点云平面特征集和所述第一场景点云平面特征集进行平面合并，得到对应的第二模型点云平面特征集和第二场景点云平面特征集。