本發(fā)明涉及一種三維點(diǎn)云物體檢測的方法，具體是指一種基于曲面分割的三維點(diǎn)云物體檢測的方法。

背景技術(shù)：

三維物體識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，根據(jù)具體條件和應(yīng)用的不同，采用不同的識(shí)別方法。點(diǎn)云數(shù)據(jù)是三維激光器對(duì)物體進(jìn)行采樣得到的物體表面的直接采樣點(diǎn)，是對(duì)物體表面的幾何屬性最真實(shí)的記錄，點(diǎn)云逐漸成為實(shí)物表面的主流表示元素，因此直接基于點(diǎn)云的物體識(shí)別算法成為現(xiàn)在的熱點(diǎn)之一。目前雖然出現(xiàn)了不少的算法，但針對(duì)任意曲面的多目標(biāo)物體的快速識(shí)別仍是研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于曲面分割的三維點(diǎn)云物體檢測的方法，能針對(duì)任意曲面的多目標(biāo)物體進(jìn)行快速識(shí)別。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于曲面分割的三維點(diǎn)云物體檢測的方法，包括以下步驟：

(1)得到點(diǎn)云曲面的鄰域和法線矢量信息，通過鄰域內(nèi)形狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行形狀分類，得到形狀索引特征值；

(2)根據(jù)形狀索引特征值提取特征點(diǎn)，以特征點(diǎn)為基點(diǎn)，對(duì)曲面進(jìn)行分割；

(3)根據(jù)分割的曲面建立曲面的二維描述；

(4)建立模型數(shù)據(jù)庫，將曲面的二維描述與模型數(shù)據(jù)庫中的曲面描述進(jìn)行比對(duì)，得到點(diǎn)云曲面上的物體形狀。

進(jìn)一步的，步驟(1)中在點(diǎn)云曲面上選取一個(gè)點(diǎn)，以該選取點(diǎn)為圓心畫圓，圓內(nèi)部即為點(diǎn)云曲面的鄰域；利用鄰域周邊的點(diǎn)擬合一個(gè)平面，即得點(diǎn)云曲面的法線矢量信息。

再進(jìn)一步的，步驟(2)中根據(jù)歐氏距離和適量角對(duì)曲面進(jìn)行分割。

更進(jìn)一步的，步驟(3)中將分割的曲面等間距劃分為10個(gè)以上的歐氏距離同心圓，以特征點(diǎn)切平面為基平面進(jìn)行投影，并進(jìn)行等角度抽樣，通過抽樣點(diǎn)相對(duì)特征點(diǎn)的法線矢量及測地距離變化曲線建立曲面的二維描述。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟(2)中提取至少10個(gè)特征點(diǎn)。

為了確保效果，步驟(4)中首先根據(jù)曲面建模算法建立模型數(shù)據(jù)庫，然后將曲面的二維描述與模型數(shù)據(jù)庫中的曲面描述進(jìn)行比對(duì)，得到潛在的識(shí)別結(jié)果，再通過迭代最近點(diǎn)算法，得到最終的點(diǎn)云曲面上的物體形狀。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明的步驟簡單，便于操作，并能針對(duì)任意曲面的多目標(biāo)物體進(jìn)行快速識(shí)別，從而有助于推進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別領(lǐng)域的發(fā)展。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

本發(fā)明的基于曲面分割的三維點(diǎn)云物體檢測的方法，首先需要得到點(diǎn)云曲面的鄰域和法線矢量信息，并通過鄰域內(nèi)形狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行形狀分類，得到形狀索引特征值。具體的，在點(diǎn)云曲面上選取一個(gè)點(diǎn)，以該選取點(diǎn)為圓心畫圓，圓內(nèi)部即為點(diǎn)云曲面的鄰域。利用鄰域周邊的點(diǎn)擬合一個(gè)平面，即可得到點(diǎn)云曲面的法線矢量信息。

然后提取特征點(diǎn)，并以特征點(diǎn)為基點(diǎn)，對(duì)曲面進(jìn)行分割。具體的，根據(jù)形狀索引特征值提取至少10個(gè)特征點(diǎn)，并根據(jù)歐氏距離和適量角對(duì)曲面進(jìn)行分割。其中，特征點(diǎn)的提取過程為利用物體校準(zhǔn)技術(shù)獲取物體10個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)位置，然后以基準(zhǔn)點(diǎn)為中心建立局部坐標(biāo)系，最后在這些局部坐標(biāo)系中提取特征。

再然后可根據(jù)分割的曲面建立曲面的二維描述。具體的，將分割的曲面等間距劃分為10個(gè)以上的歐氏距離同心圓，以特征點(diǎn)切平面為基平面進(jìn)行投影，并進(jìn)行等角度抽樣，通過抽樣點(diǎn)相對(duì)特征點(diǎn)的法線矢量及測地距離變化曲線建立曲面的二維描述。

最后需要建立模型數(shù)據(jù)庫，并將曲面的二維描述與模型數(shù)據(jù)庫中的曲面描述進(jìn)行比對(duì)，得到點(diǎn)云曲面上的物體形狀。具體操作過程為：首先根據(jù)曲面建模算法建立模型數(shù)據(jù)庫，然后將曲面的二維描述與模型數(shù)據(jù)庫中的曲面描述進(jìn)行比對(duì)，得到潛在的識(shí)別結(jié)果，再通過迭代最近點(diǎn)算法，即可得到最終的點(diǎn)云曲面上的物體形狀。

如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。