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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于几何结构分析的三维点云配准方法，该方法包括：基于源点云在7个维度的几何特征信息和模板点云在7维度的几何特征信息，并基于Transformer特征提取器分别提取源点云和模板点云在7维度的几何特征信息对应的特征，利用提取的特征信息进行源点云和模板点云的配准。本发明通过引入多种几何结构信息和利用Transformer模型进行点云配准的方式，显著提升了对点云中几何结构信息的捕获和利用能力，更有效地提取了点云中重要的相关特征，实现点云更高准确性的配准。

主权项：1.一种基于几何结构分析的三维点云配准方法，其特征在于，所述方法包括：获取源点云和模板点云；对所述源点云和所述模板点云分别进行最远点采样得到第一最远点集和第二最远点集；根据所述源点云和所述第一最远点集计算所述源点云中每个点在7个维度的第一几何特征向量，包括：针对第一最远点集中每个第一最远点，执行步骤包括：获取该第一最远点的若干第一邻域点；计算该第一最远点和每个第一邻域点的相对位置得到第一相对位置信息；计算该第一最远点与任意两个相邻第一邻域点的交角得到第一夹角；计算该第一最远点的第一法线向量；完成所有第一最远点处理，计算所述源点云中除第一最远点集外每个点的第二法线向量，计算所述第一法线向量和所述第二法线向量的夹角得到第二夹角向量，计算所述第一法向量和所述第一相对位置信息的夹角得到第三夹角向量，计算所述第二法向量和所述第一相对位置信息的夹角得到第四夹角向量；由所述源点云中所有点的位置信息、所有第一相对位置信息、所有第一相对位置信息对应的模长值、由所有第一夹角组成的第一夹角向量、所述第二夹角向量、所述第三夹角向量、所述第四夹角向量构成所述源点云中每个点在7个维度的第一几何特征向量；根据所述模板点云和所述第二最远点集计算所述模板点云中每个点在7个维度的第二几何特征向量，包括：针对第二最远点集中每个第二最远点，执行步骤包括：获取该第二最远点的若干第二邻域点，计算该第二最远点和每个第二邻域点的相对位置得到第二相对位置信息，计算该第二最远点与任意两个相邻第二邻域点的交角得到第五夹角，计算该第二最远点的第三法线向量；完成所有第二最远点处理，计算所述模板点云中除第二最远点集外每个点的第四法线向量，计算所有第三法线向量和所有第四法线向量的夹角得到第六夹角向量，计算所有第三法向量和所有第二相对位置信息的夹角得到第七夹角向量，计算所有第四法向量和所有第二相对位置信息的夹角得到第八夹角向量；由模板点云中所有点的位置信息、所有第二相对位置信息、所有第二相对位置信息对应的模长值、由所有第五夹角组成的第五夹角向量、所述第六夹角向量、所述第七夹角向量、所述第八夹角向量构成所述模板点云中每个点在7个维度的第二几何特征向量；基于Transformer特征提取器，对所述源点云中每个点的第一几何特征向量进行特征提取得到对应的第一提取特征，并对所述模板点云中每个点的第二几何特征向量进行特征提取得到对应的第二提取特征；根据所述第一提取特征和所述第二提取特征计算源点云和模板点云的匹配矩阵；根据所述匹配矩阵和所述模板点云计算伪点云，根据所述伪点云和所述源点云计算协方差矩阵；利用SVD算法分解所述协方差矩阵，并根据分解结果计算转换参数，根据所述转换参数实现所述源点云和所述模板点云的配准。

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