单空间点云配准方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110766733A(43)申请公布日2020.02.07(21)申请号201911040741.1(22)申请日2019.10.28(71)申请人广东三维家信息科技有限公司地址510000广东省广州市天河区天河软件园软件路15号（孵化二期F栋）9楼902室（仅限办公用途）(72)发明人张宏龙(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人胡蓉(51)Int.Cl.G06T7/33(2017.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称单空间点云配准方法及装置(57)摘要本发明提供一种单空间点云配准方法及装置，涉及点云配准领域。方法包括：从单空间获取多片点云，任取两片作为源点云和目标点云；对两片点云旋转得到高度方向垂直于地面且轮廓边平行于XOY平面坐标系中任一坐标轴的两片点云；利用两种点云数据中表示门窗的点信息进行方位匹配，获取三维点信息准确匹配的门窗对并对目标点云再次旋转；计算源点云中心到目标点云中心的矢量，根据源点云中心、目标点云中心以及矢量的关系获取重合源点云和目标点云；根据迭代最近点算法对重合源点云和目标点云再配准。本发明实施例的单空间点云配准方法及装置能够对单空间进行精确点云配准，得到精确重建的三维模型，使得可减少设计师上门测量次数，提高工作效率。CN110766733ACN110766733A权利要求书1/3页1.一种单空间点云配准方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：从户型图的单空间中获取多片点云，并从所述多片点云中任取两片点云分别作为源点云和目标点云；其中，所述源点云和所述目标点云携带有源点云数据和目标点云数据，所述源点云数据和所述目标点云数据中存储有三维点信息；对所述两片点云进行旋转，得到高度方向垂直于地面并且轮廓边平行于XOY平面坐标系中的任一坐标轴的所述两片点云；其中，所述轮廓边为对每片点云的一高度进行截取的平行于所述地面的轮廓图形的一边；利用所述源点云数据和所述目标点云数据中的表示门窗的所述三维点信息进行方位匹配，获取所述三维点信息准确匹配的门窗对，并对所述目标点云进行再次旋转；计算所述源点云的中心到所述目标点云的中心的相对位置矢量，根据所述源点云的中心、所述目标点云的中心以及所述相对位置矢量的关系获取重合的所述源点云和所述目标点云；根据迭代最近点算法对所述重合的所述源点云和所述目标点云进行再配准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述两片点云进行旋转，得到高度方向垂直于地面并且轮廓边平行于XOY平面坐标系中的任一坐标轴的所述两片点云的步骤包括：对所述两片点云进行XOY平面外旋转，获取高度方向垂直于地面的经XOY平面外旋转的两片点云；对所述经面外旋转的两片点云进行面内旋转，得到高度方向垂直于地面并且轮廓边平行于XOY平面坐标系中的任一坐标轴的所述两片点云。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述源点云数据和所述目标点云数据中的表示门窗的所述三维点信息进行方位匹配，获取所述三维点信息准确匹配的门窗对，并对所述目标点云进行再次旋转的步骤包括：对每片点云的一高度进行截取，分别获取平行于地面的源点云轮廓图形和目标点云轮廓图形；根据所述源点云轮廓图形和所述目标点云轮廓图形中的所有点的所述三维点信息中的空间坐标分别进行相邻两点距离计算，以及分别进行相邻两点与最近角点距离的计算；其中，所述角点为构成小于预先设定的角度阈值的角度的相邻三点中的中间点；当所述源点云轮廓图形和所述目标点云轮廓图形中的所述相邻两点距离近似相等且均大于预先设定的距离阈值，并且所述相邻两点各自与所述最近角点距离也分别近似相等时，分别记录所述相邻两点组成的两个向量，并确定所述两个向量为准确匹配的门窗对；对所述目标点云进行再次旋转，获取与所述源点云方位一致的所述目标点云。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述源点云的中心到所述目标点云的中心的相对位置矢量，根据所述源点云的中心、所述目标点云的中心以及所述相对位置矢量的关系获取重合的所述源点云和所述目标点云的步骤包括：获取所述源点云的第一中心点和所述目标点云的第二中心点的空间坐标，并计算所述第一中心点到所述第二中心点的相对位置矢量；将所述第二中心点沿所述相对位置矢量移动到所述第一中心点，得到所述第二中心点移动之后的与所述第一中心点重合的第三中心点，并获取重合的所述源点云和所述目标点2CN110766733A权利要求书2/3页云；其中，所述第三中心点的空间坐标＝所述第二中心点的空间坐标-相对位置矢量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述迭代最近点算法为通过多次旋转、平移而使得两个点云中的两个点集之间的距离最小的点云匹配算法。6.一种单