[发明专利]多视角三维点云的重建方法

权利要求书

1.一种多视角三维点云的重建方法，其特征在于，该方法包括：

获取若干张点云图P；

对所述点云图P进行预处理，获得去除离群噪声后的点云数据P_filt；

再次对去除离群噪声后的点云数据P_filt进行预处理，获得体素化点云数据P_downsamp；

根据所述去除离群噪声后的点云数据P_filt确定点云法向量P_norm；

根据所述体素化点云数据P_sownsamp和点云法向量P_norm构建局部坐标系；

根据所述部坐标系获得SHOT直方图；

对所述SHOT直方图进行边缘检测，获得去除边缘附近特征的SHOT直方图；

对所述去除边缘附近特征的SHOT直方图进行进行粗配准，获得各点云间的刚体变换矩阵{T_n}；

根据所述各点云间的刚体变换矩阵{T_n}对去除离群噪声后的点云图P_filt进行刚体变换，再进行精配准，获得重建的多视角三维点云。

2.根据权利要求1所述的多视角三维点云的重建方法，其特征在于，所述对所述点云图P进行预处理，获得去除离群噪声后的点云数据P_filt，具体为:确定点云图中每个点云到其对应的k个临近点的平均距离r、以及点云图中平均距离的全局均值和全局标准差σ，在所述点云图中滤除到临近点的平均距离超过点云图中平均距离的全局均值和M倍全局标准差σ之和以上的点云，剩余点云即为去除离群噪声后的点云数据P_filt，其中M为阈值参数。

3.根据权利要求1或2所述的多视角三维点云的重建方法，其特征在于，所述再次对去除离群噪声后的点云数据P_filt进行预处理，获得体素化点云数据P_downsamp，具体为：对所述点云数据P_filt进行体素化降采样，将点云所占的空间按边长r_l等分为若干体素，对每个体素V_i内的N_i个点采用质心坐标r_c表示，即：获得体素化点云数据P_downsamp。

4.根据权利要求3所述的多视角三维点云的重建方法，其特征在于，所述根据所述去除离群噪声后的点云数据P_filt确定点云法向量P_norm，具体为：对于点云数据P_filt中的任意一点x及其半径r_n内的邻域点(x₁x₂…x_n)，令邻域点在质心系下坐标列向量组成的3×n矩阵Y，Y＝(x₁-m x₂-m…x_n-m)，m为邻域的质心，对Y进行奇异值分解Y＝U∑V^T，其中，其中U为3×3的酉矩阵，V为n×n的酉矩阵，∑为3×n的矩阵，U的最后一列列向量为该点x处的法向量n。

5.根据权利要求4所述的多视角三维点云的重建方法，其特征在于，所述根据所述体素化点云数据P_downsamp和点云法向量P_norm构建局部坐标系，具体为：对于任意一点p,在体素化点云数据P_downsamp和点云法向量P_norm中取其半径为r_S的邻域P_local，将邻域中法向量平均值n作为z轴方向，在邻域中取点q，满足n和pq夹角最大，则x、y、z轴方向分别为：n_x＝n_y×n_z、其中，n_p为点p处的法向量，pq为从点p指向点q的向量。