[发明专利]层次化的多片点云刚性配准方法

摘要

本发明公开了一种层次化的多片点云刚性配准方法，包括以下步骤(1)根据多片点云之间的重叠关系构建连接关系图；(2)将每两片有连接关系的点云分别进行刚性配准；(3)提取点云连接关系图中独立的环；(4)根据点云刚性配准结果计算每个独立的环的闭合程度；(5)根据每个独立的环闭合程度的高低确定先后顺序，依次对每个独立的环进行封闭操作；(6)对所述连接关系图进行全局误差扩散。本发明能对多片点云进行刚性配准并保证点云之间刚体变换的封闭性，具有配准误差小，运算效率高和对点云初始位置条件依赖性低的优点。

主权项

一种层次化的多片点云刚性配准方法，其特征在于，包括：(1)建立表示多片点云之间重叠关系的连接关系图，图中的每个节点表示一片点云，每条边连接两片有重叠关系的点云；(2)将所述连接关系图中每两片有连接关系的点云分别进行刚性配准，记录刚性配准后两片点云之间的刚体变换、重叠面积以及点与点的对应关系；(3)以步骤(2)计算得到每两片点云之间的重叠面积为权重，提取出所述连接关系图中的最大生成树，再以此最大生成树为基准，根据最大化重叠面积和最短化环路长度的原则，提取出所述连接关系图中的所有独立的环；(4)根据步骤(2)得到每两片点云之间的刚体变换和点与点的对应关系，计算步骤(3)中提取的每个独立的环的闭合程度；(5)对步骤(3)提取的每个独立的环依次进行封闭操作以优化各片点云的刚体变换，使优化后的各片点云之间的相对刚体变换满足刚体变换的一致性；对每个独立的环依次进行封闭操作的顺序由每个独立的环的闭合程度高低来确定，闭合程度高的环优先封闭；一个独立的环被进行了封闭操作后，先将该独立的环融合为一个整体的新点云，并更新所述连接关系图，然后将该新点云进行刚性配准，并计算与新点云相关的新环的闭合程度；(6)对优化后的所有点云进行全局的配准误差扩散操作以完成刚性配准。