[发明专利]点云配准方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种点云配准方法，其特征在于，包括:

获取待配准的多片点云；其中，所述多片点云中的不同点云具有位置与尺度差异，所述点云包括多个三维点；

根据待配准的所述多片点云，提取所述多片点云内的匹配点对，得到多个匹配点对；其中，构成所述匹配点对的两个三维点来自不同的点云；

根据所述多个匹配点对，构建所述多片点云的点云间关系图；其中，所述点云间关系图包括所述多片点云以及所述多片点云之间的连线；

根据所述点云间关系图，对待配准的所述多片点云进行非刚性配准；

其中，所述根据所述点云间关系图，对待配准的所述多片点云进行非刚性配准，包括：获取所述多片点云的配准模式；其中，所述多片点云的配准模式包括目标配准路径和目标配准对象；根据所述目标配准路径，对所述点云间关系图上的所述多片点云依次进行非刚性配准；

所述根据所述目标配准路径，对所述点云间关系图上的所述多片点云依次进行非刚性配准，包括：

当所述目标配准对象为所述点云间关系图中任意两个点云时，优先将剩余连线中具有最大权值的所述连线所对应的两片点云进行第一次非刚性配准；其中，所述第一次非刚性配准包括对剩余连线中具有最大权值的所述连线所对应的所述两片点云计算尺度先验值，计算过程如下：

对于一组匹配的相似三角形X＝{(p₁,q₁),(p₂,q₂),(p₃,q₃)}，所述两片点云为点云P和点云Q，(p,q)为点云P和Q之间的匹配点对，{r₁,r₂,r₃}分别为三条对应边的比值，计算其整体的相似比R(X)，R(X)的计算公式为：

对于构成点云间匹配点对集合Ω的个三角形，Ω＝{(p,q)|p∈P,q∈Q}，计算所述两片点云之间的尺度先验值S₀的公式为：

根据所述尺度先验值，计算得到变换矩阵，根据所述变换矩阵，将所述两片点云缩放至同一尺度，并进行相应的平移或者旋转，以使所述两片点云在同一坐标系中对齐。

2.根据权利要求1所述的点云配准方法，其特征在于，所述根据待配准的所述多片点云，提取所述多片点云内的匹配点对，包括：

根据待配准的所述多片点云，分别提取所述多片点云的特征信息；其中，所述特征信息包括所述多片点云中的所述三维点的特征描述子；

根据所述多片点云的特征信息，提取所述多片点云内的匹配点对。

3.根据权利要求2所述的点云配准方法，其特征在于，所述根据所述多片点云的特征信息，提取所述多片点云内的匹配点对，包括：

根据所述多片点云的特征信息，提取任意两片点云中满足特征描述子相似性约束的点对，作为所述匹配点对。

4.根据权利要求1所述的点云配准方法，其特征在于，所述根据所述多个匹配点对，构建所述多片点云的点云间关系图，包括：

根据所述多片点云中任意两片点云的匹配点对的数量，确定所述多片点云中的任意两片点云的关联度；

根据所述关联度，对所述关联度超过预设阈值的两片点云进行连线；其中，所述关联度为对应的所述连线的权值。

5.根据权利要求1所述的点云配准方法，其特征在于，当已配准的所述多片点云所对应的连线形成一个环路时，所述目标配准对象为所述环路中的所述多片点云，对所述环路中的所述多片点云进行第二次非刚性配准；其中，

所述第二次非刚性配准包括对所述环路中的所述多片点云缩放至同一尺度，并进行相应的平移或者旋转，以使所述多片点云在同一坐标系中对齐。