[发明专利]基于检测特征的点云模型与CAD模型的配准方法

摘要

本发明公开了一种基于检测特征的点云模型与CAD模型的配准方法。该配准方法包括：从点云模型中选取高斯曲率突变点构成初始配准控制点集，求取CAD模型上的对应的匹配点集；根据约束条件从两个点集中找出三对匹配点对；根据匹配点对求出初始平移矩阵和初始旋转矩阵；将CAD模型分割为标准图形，并根据标准图形的检测特征布点规则CAD模型中采点构成检测特征点集；利用初始旋转矩阵和初始平移矩阵作用于点云模型的所有点，以构成变换后点云点集；针对变换后点云点集和检测特征点集，采用ICP算法寻找精确配准的旋转矩阵和平移矩阵。本发明的配准方法，能够兼顾配准速度和配准精度，并有助于提高精确配准的鲁棒性。

主权项

1.一种基于检测特征的点云模型与CAD模型的配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、从点云模型的所有点中选取高斯曲率突变点；步骤二、以选取的高斯曲率突变点的点云数据构成初始配准控制点集，采用ICP算法求得CAD模型上与该初始配准控制点集对应的匹配点集；步骤三、根据预设的约束条件，从该初始配准控制点集及该匹配点集中找出至少三对匹配点对，每对匹配点对包括一初始配准控制点和一匹配点，约束条件包括每对匹配点对的与重心的间距的差值的绝对值小于预设的重心间距阈值，每对匹配点对的点法矢的点乘结果小于预设的点乘乘积阈值，以及该至少三对匹配点对不共面；步骤四、根据该至少三对匹配点对求出初始平移矩阵和初始旋转矩阵，该初始平移矩阵作用于该至少三个初始配准控制点的重心得到该至少三个匹配点的重心，该初始旋转矩阵作用于初始配准控制点所得到的点与相匹配的匹配点为同方向的矢量；步骤五、将CAD模型分割为标准图形，标准图形包括线段、平面、圆、球、圆柱、圆锥、自由曲面中的多个；步骤六、根据各个标准图形的检测特征布点规则，从步骤五分割的CAD模型中采点，并以采得的点构成检测特征点集；步骤七、利用该初始旋转矩阵和该初始平移矩阵作用于点云模型的所有点，以构成变换后点云点集；步骤八、针对变换后点云点集和检测特征点集，采用ICP算法寻找满足预设的终止条件的变换后点云点集和检测特征点集之间的精确配准的旋转矩阵和平移矩阵。