一种基于球标靶探测的激光点云数据自动配准方法

摘要

本发明公开了一种基于球标靶探测的激光点云数据自动配准方法，包括以下步骤：分别从相邻两个站点的激光点云数据中提取球标靶特征；对于任一个站点，以任意三个非共线的球标靶的球心为顶点构建一个三角形，并以面积以及三个内角作为三角形的四个旋转不变量，则参考站构建出一包含若干参考三角形的参考三角形集合，待配准站构建出包含若干待配准三角形的待配准三角形集合；将参考三角形集合和待配准三角形集合匹配；确定出一个选定的同名三角形，计算待配准站和参考站的变换关系。本发明以计算机自动化的方式实现球标靶自动探测与自动配准，有利于降低时间、人力、物力的开销，且使得非专业用户能够获取高质量的三维数据模型。

主权项

一种基于球标靶探测的激光点云数据自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用激光扫描仪扫描目标建筑物，相邻两个站点之间共用至少三个球标靶，激光扫描仪在相邻两个站点扫描，分别获取相邻两个站点中球标靶和目标建筑物的激光点云数据；步骤二、分别从相邻两个站点的激光点云数据中提取球标靶特征；步骤三、在相邻两个站点中，以其中一个站点为参考站，以另一个站点为待配准站，对于任一个站点，以任意三个非共线的球标靶的球心为顶点构建一个三角形，并以面积以及三个内角作为三角形的四个旋转不变量，则参考站构建出一包含若干参考三角形的参考三角形集合，待配准站构建出包含若干待配准三角形的待配准三角形集合；步骤四、将参考三角形集合和待配准三角形集合匹配，当一个参考三角形与一个待配准三角形的四个旋转不变量均匹配，则该参考三角形和该待配准三角形为一对候选同名三角形；步骤五、从a个候选同名三角形中，确定出一个选定的同名三角形，利用所述选定的同名三角形计算待配准站和参考站的所有的同名点对；步骤六、利用所有的同名点对计算待配准站和参考站的变换关系；所述步骤四中，当参考三角形和待配准三角形的面积之差小于第一阈值，参考三角形的第一个内角与待配准三角形的第一个内角之差小于第二阈值，参考三角形的第二个内角与待配准三角形的第二个内角之差小于第二阈值，参考三角形的第三个内角与待配准三角形的第三个内角之差小于第二阈值，则该参考三角形与该待配准三角形的四个旋转不变量均匹配，每对候选同名三角形的三对顶点为参考站和待配准站的三对候选同名点。