(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 109147030 A
(43)申请公布日 2019.01.04
(21)申请号 CN201810731060.9
(22)申请日 2018.07.05
(71)申请人 厦门大学
    地址 361000 福建省厦门市思明南路422号
(72)发明人 温程璐 张正 王程 侯士伟 李军
(74)专利代理机构 厦门致专利代理事务所(普通合伙)
    代理人 刘兆庆
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      基于线特征的室内外场景联合建模方法
特征正则化的作用
(57)摘要
      本发明公开了基于线特征的室内外场景联合建模方法，包括以下步骤：获得原始点云数据，所述原始点云数据包括室内点云和室外点云；对所述室内点云和室外点云分别进行墙面提取，获得墙面点云；针对所述墙面点云提取线结构体；基于所述线结构体，对室内点云和室外点云进行配准。本发明能够对不同质量的点云进行处理，表述简单，通过提取墙面提高了室内外场景的重合率，进而提升了配准的成功率。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2021-08-03
专利权的转移
专利权的转移
2020-06-30
授权
授权
2019-01-29
实质审查的生效
实质审查的生效
2019-01-04
公开
公开
权 利 要 求 说 明 书
1.基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获得原始点云数据，所述原始点云数据包括室内点云和室外点云；
S2、对所述室内点云和室外点云分别进行墙面提取，获得墙面点云；
S3、针对所述墙面点云提取线结构体；
S4、基于所述线结构体，对室内点云和室外点云进行配准。
2.如权利要求1所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S2中的墙面提取通过采用关联马尔可夫网络模型进行语义分割实现。
3.如权利要求2所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S2通过以下分步骤实现：
S21、基于八叉树将所述室内点云和室外点云分别划分成小块，获得点云分块，并对所述点云分块进行类别标注；
S22、利用FPFH特征和高度特征来描述点云分块；
S23、采用关联马尔可夫网络模型估计出点云分块的类别标签；
S24、将标记为墙面的点云分块进行合成，获得所述墙面点云。
<Claim>4.如权利要求1-3任一项所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S3具体通过以下分步骤实现：
S31、对所述墙面点云进行超体素分割，对超体素的边缘进行直线拟合，获得直线段集合；
S32、利用k-means聚类算法在所述直线段集合中搜索潜在的门窗结构，进而提取出所述线结构体。
5.如权利要求4所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体通过以下分步骤实现：
S41、根据所述室内点云和室外点云对应的线结构体，确定一组刚体变换关系；
S42、采用公共点数作为距离函数，建立刚体变换关系求解模型，获得最优刚体变换关系。
6.如权利要求5所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S41中的刚体变换关系具体通过以上方法确定：
考虑到所述室内点云和室外点云对应的线结构体为四边形，将室内点云对应的线结构体的四条边记为a、b、c、d，将室外点云对应的线结构体的四条边记为a’、b’、c’、d’，这样就可以确定4个对应关系；
根据4个匹配的顶点对，通过奇异值分解，可以确定刚体变换关系。
7.如权利要求6所述的基于线特征的室内外场景联合建模方法，其特征在于，所述步骤S42具体通过以下方法实现：
将室内点云记为P，将室外点云记为Q，刚体变换记为<Image>其中，R为3*3的旋转矩阵，T为三维的平移向量；
采用公共点数作为距离函数，建立NPC距离函数模型，即：
<Image>
其中，NCP(R,T)定义为刚体变换后的两个点云P、Q中最近距离小于∈的点数，∈为预先设定的阈值，q<Sub>i</Sub>∈Q为变换后的p<Sub>i</Sub>到点云Q中距离最近的点；

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