申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2024-01-09

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117541634B

主分类号：G06T7/33

分类号：G06T7/33;G06V10/40;G06V10/80

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.09#公开

摘要：本发明提供了直线特征约束下基于误差变量模型描述的点云配准方法，包括：步骤1，基于采集的LiDAR点云数据，提取得到建筑物或构筑物表面的直线特征，并利用Plücker坐标对提取的三维空间中的直线特征进行描述；步骤2，利用对偶四元数实现对直线特征空间相似变换过程的数学描述与表达；步骤3，选择直线特征作为点云配准的基元，利用EIV模型对相邻LiDAR测站各自所提取的直线特征的误差进行描述，建立空间相似变换参数求解模型，并基于计算得到的空间相似变换参数实现相邻两个LiDAR测站间点云数据的配准与融合。本发明利用EIV模型对配准基元的提取误差进行描述，有效地保证了配准参数求解结果的渐近无偏性。

主权项：1.直线特征约束下基于误差变量模型描述的点云配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于采集的LiDAR点云数据，提取建筑物或构筑物表面的直线特征，并利用Plücker坐标对提取的三维空间中的直线特征进行描述；步骤2，利用对偶四元数实现对直线特征空间相似变换过程的数学描述与表达；步骤3，以相邻两个LiDAR测站间点云数据的配准与融合作为研究的出发点，利用EIV模型对相邻LiDAR测站各自所提取的直线特征的误差进行描述，建立基于总体最小二乘准则约束的空间相似变换参数求解模型，并基于计算得到的空间相似变换参数实现相邻两个LiDAR测站间点云数据的配准与融合；步骤1包括：步骤1-1，建立单位四元数与旋转矩阵之间的对应关系；步骤1-2，利用Plücker坐标对三维空间中的直线特征进行描述，并对直线特征的Plücker坐标进行规则化处理；步骤1-1包括：四元数是由一个实部q0和三个虚部q1、q2、q3所构成的一个四元组： 其中，分别表示三维空间直角坐标系中与x轴、y轴、z轴方向相同的单位向量；设三维空间中一过原点的旋转轴的单位方向向量为n＝ωxωyωzT，绕旋转轴旋转角度θ的空间变换过程用四元数表示为： 其中，T表示矩阵转置；ωx、ωy、ωz分别表示n在x轴、y轴、z轴方向的投影长度；仿照式1的表达，表示三维空间中旋转变换的四元数表示为： 其中，cosθ2对应于式1中q0，sinθ2n对应于式1中的q；已知三维空间中一特征采样点p＝px,py,pzT，对应的四元数表示为经过旋转变换转化为的过程表示为： 其中，px、py、pz分别表示采样点p的x坐标、y坐标和z坐标，表示四元数的共轭，对应的表达式为： 根据四元数的运算规则，式4用矩阵表示为： 其中，根据旋转矩阵R与单位四元数的对应关系，R表达为：R＝q02-qTqI+2qqT+2q0Kq7其中，I为3*3的单位矩阵，K·表示反对称矩阵，表达形式为

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 直线特征约束下基于误差变量模型描述的点云配准方法

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