本申請(qǐng)涉及點(diǎn)云處理，尤其涉及一種多視角點(diǎn)云融合拼接方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、激光輪廓傳感器可以使用激光掃描技術(shù)，基于激光三角策略原理，實(shí)時(shí)輸出高精度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)以構(gòu)建物體的三維模型。因而，基于激光輪廓傳感器所構(gòu)建的輪廓儀能夠適用于測(cè)量精度要求高的場(chǎng)景中，例如對(duì)棒材進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)等。輪廓儀通常用于類平面掃描，也即輪廓儀單次掃描物體某個(gè)面所獲得的點(diǎn)云實(shí)際為2.5d，因此需要獲得物體兩個(gè)面及以上的點(diǎn)云圖像，才可拼接得到物體的三維點(diǎn)云模型。

2、然而，由于傳統(tǒng)的點(diǎn)云拼接算法例如主成分分析算法(principal?componentanalysis，pca)和迭代最近點(diǎn)算法(iterative?closest?point，icp)等依賴于各視角點(diǎn)云圖像中的點(diǎn)云重疊情況，而通過(guò)輪廓儀掃描得到的各視角的點(diǎn)云圖像中重疊點(diǎn)過(guò)低且僅存在部分重疊區(qū)域。因此，基于傳統(tǒng)的點(diǎn)云拼接算法對(duì)輪廓儀的各視角點(diǎn)云圖像進(jìn)行拼接所得到的點(diǎn)云拼接結(jié)果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種多視角點(diǎn)云融合拼接方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，旨在解決傳統(tǒng)的點(diǎn)云拼接算法對(duì)輪廓儀的各視角點(diǎn)云圖像進(jìn)行拼接所得到的點(diǎn)云拼接結(jié)果較差的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N多視角點(diǎn)云融合拼接方法，所述多視角點(diǎn)云融合拼接方法包括：

3、獲取各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像，并基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云；

4、獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形；

5、基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果。

6、在一實(shí)施例中，所述獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形的步驟之前，還包括：

7、根據(jù)預(yù)設(shè)對(duì)齊方式對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得各對(duì)齊后待拼接點(diǎn)云，所述預(yù)設(shè)對(duì)齊方式為基于y軸參考點(diǎn)對(duì)齊和/或基于x軸參考點(diǎn)對(duì)齊；

8、相應(yīng)地，所述獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形的步驟，包括：

9、獲取各所述對(duì)齊后待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形。

10、在一實(shí)施例中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)對(duì)齊方式對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云的步驟，包括：

11、根據(jù)重心求解公式計(jì)算各所述待拼接點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心確定點(diǎn)云重心中心點(diǎn)；

12、將所述點(diǎn)云重心中心點(diǎn)作為y軸參考點(diǎn)，并基于所述y軸參考點(diǎn)分別對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云。

13、在一實(shí)施例中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)對(duì)齊方式對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云的步驟，還包括：

14、確定各所述待拼接點(diǎn)云在x軸方向上的第一邊緣點(diǎn)和第二邊緣點(diǎn)；

15、分別判斷所述第一邊緣點(diǎn)和所述第二邊緣點(diǎn)是否滿足預(yù)設(shè)異常孤點(diǎn)條件；

16、若否，則根據(jù)所述第一邊緣點(diǎn)和第二邊緣點(diǎn)獲得各所述待拼接點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的x軸中點(diǎn)，并根據(jù)各所述x軸中點(diǎn)確定x軸方向中心點(diǎn)；

17、將所述x軸方向中心點(diǎn)作為x軸參考點(diǎn)，并基于所述x軸參考點(diǎn)分別對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云。

18、在一實(shí)施例中，所述分別判斷所述第一邊緣點(diǎn)和所述第二邊緣點(diǎn)是否滿足預(yù)設(shè)異常孤點(diǎn)條件的步驟，包括：

19、分別計(jì)算各所述待拼接點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的最鄰近點(diǎn)距離均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

20、獲取所述第一邊緣點(diǎn)以及所述第二邊緣點(diǎn)的最鄰近點(diǎn)距離；

21、判斷所述最鄰近點(diǎn)距離與所述最鄰近點(diǎn)距離均值的差值是否大于所述標(biāo)準(zhǔn)差。

22、在一實(shí)施例中，所述基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果的步驟，包括：

23、基于所述塌縮三角形的各頂點(diǎn)，分別對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云沿z軸方向進(jìn)行塌縮融合；

24、根據(jù)塌縮融合結(jié)果確定當(dāng)前點(diǎn)云重疊點(diǎn)數(shù)，并判斷所述當(dāng)前點(diǎn)云重疊點(diǎn)數(shù)是否為最大點(diǎn)云重疊數(shù)；

25、若是，則將所述最大點(diǎn)云重疊數(shù)對(duì)應(yīng)的塌縮融合結(jié)果作為所述點(diǎn)云拼接結(jié)果。

26、在一實(shí)施例中，所述各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像包括：中視角點(diǎn)云圖像、左視角點(diǎn)云圖像以及右視角點(diǎn)云圖像，所述基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云的步驟，包括：

27、基于預(yù)設(shè)觀察視角分別對(duì)所述中視角點(diǎn)云圖像、所述左視角點(diǎn)云圖像以及右視角點(diǎn)云圖像進(jìn)行顯示視角轉(zhuǎn)換；

28、根據(jù)顯示視角轉(zhuǎn)換后的所述中視角點(diǎn)云圖像確定待拼接中視角點(diǎn)云；

29、對(duì)顯示視角轉(zhuǎn)換后的所述左視角點(diǎn)云圖像進(jìn)行第一旋轉(zhuǎn)變換，確定待拼接左視角點(diǎn)云；

30、對(duì)顯示視角轉(zhuǎn)換后的所述右視角點(diǎn)云圖像進(jìn)行第二旋轉(zhuǎn)變換，確定待拼接右視角點(diǎn)云。

31、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)還提出一種多視角點(diǎn)云融合拼接裝置，所述裝置包括：

32、點(diǎn)云加載模塊，用于獲取各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像，并基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云；

33、拼接準(zhǔn)備模塊，用于獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形；

34、結(jié)果生成模塊，用于基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果。

35、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)還提出一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有多視角點(diǎn)云融合拼接程序，所述多視角點(diǎn)云融合拼接程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上文所述的多視角點(diǎn)云融合拼接方法的步驟。

36、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上文所述的多視角點(diǎn)云融合拼接方法的步驟。

37、本申請(qǐng)公開一種多視角點(diǎn)云融合拼接方法，包括：獲取各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像，并基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云；獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形；基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果。由于本申請(qǐng)首先通過(guò)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，使得原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，進(jìn)而通過(guò)獲取點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形并設(shè)置停止條件來(lái)進(jìn)行點(diǎn)云的融合拼接，相較于現(xiàn)有方式，能夠獨(dú)立于大量重疊點(diǎn)準(zhǔn)確地確定各點(diǎn)云圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重疊率低且重疊區(qū)域也不集中的點(diǎn)云間的有效拼接。

技術(shù)特征：

1.一種多視角點(diǎn)云融合拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形的步驟之前，還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)對(duì)齊方式對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云的步驟，包括：

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)對(duì)齊方式對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊，獲得對(duì)齊后的各所述待拼接點(diǎn)云的步驟，還包括：

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述分別判斷所述第一邊緣點(diǎn)和所述第二邊緣點(diǎn)是否滿足預(yù)設(shè)異常孤點(diǎn)條件的步驟，包括：

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果的步驟，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像包括：中視角點(diǎn)云圖像、左視角點(diǎn)云圖像以及右視角點(diǎn)云圖像，所述基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云的步驟，包括：

8.一種多視角點(diǎn)云融合拼接裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有多視角點(diǎn)云融合拼接程序，所述多視角點(diǎn)云融合拼接程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的多視角點(diǎn)云融合拼接方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的多視角點(diǎn)云融合拼接方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種多視角點(diǎn)云融合拼接方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，涉及點(diǎn)云處理技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：獲取各視角對(duì)應(yīng)的原始點(diǎn)云圖像，并基于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)各所述原始點(diǎn)云圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)置變換，確定待拼接點(diǎn)云；獲取各所述待拼接點(diǎn)云的點(diǎn)云重心，并根據(jù)各所述點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形；基于所述塌縮三角形對(duì)各所述待拼接點(diǎn)云進(jìn)行融合拼接，在滿足預(yù)設(shè)塌縮停止條件時(shí)，獲得所述點(diǎn)云拼接結(jié)果。本申請(qǐng)通過(guò)獲取點(diǎn)云重心構(gòu)建塌縮三角形并設(shè)置停止條件的方式實(shí)現(xiàn)各視角點(diǎn)云的融合拼接，相較于現(xiàn)有方式，無(wú)需依賴點(diǎn)云重疊情況，可以對(duì)重疊率低且重疊區(qū)域也不集中的各點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)有效拼接。

技術(shù)研發(fā)人員：屠禮芬,陳樂(lè)言,付路,彭祺,王朝禹,郭圓圓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15