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摘要:本发明提出了电动汽车充电口的多域点云配准自动识别定位方法,属于充电桩技术领域,包括以下步骤:S1:建立电动汽车充电口模型点云域,传感器采集充电口的原始点云域;S2:基于知识滤波、数据滤波、空间滤波,得到视觉点云域;S3:对视觉点云域进行小波变化得到小波点云域;S4:分别在原始点云域、视觉点云域、小波点云域基于迭代最近点进行配准,基于不同域的误差与权重为配准结果进行打分;S5:选取最佳点云变化方法,对应的旋转矩阵和位移矩阵作为配准的最终结果,输出最佳旋转矩阵与最佳位移矩阵。本发明在保留特征的同时,去除原始点云中的干扰噪点,可得到最佳的旋转矩阵与位移矩阵,实现点云准确可靠配准。
主权项:1.电动汽车充电口的多域点云配准自动识别定位方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:建立电动汽车充电口模型点云域,传感器采集充电口的原始点云域;S2:基于历史点云信息实现对原始点云域的知识滤波,基于数据特征关联度实现对原始点云域的数据滤波,基于点云空间实现对原始点云域的空间滤波,得到视觉点云域;S3:对视觉点云域进行小波变化得到小波点云域;S4:分别在原始点云域、视觉点云域、小波点云域基于迭代最近点进行配准,基于不同域的误差与权重对配准结果进行打分;S5:选取最佳点云变化方法,对应的旋转矩阵和位移矩阵作为配准的最终结果,输出最佳旋转矩阵与最佳位移矩阵,实现点云准确可靠配准;所述S2中,知识滤波包括以下步骤:基于历史点云的干扰噪点信息构建历史知识库,历史知识库包含不同历史点云中干扰噪点的稀疏程度,通过干扰噪点与其邻域内q个噪点的平均欧式距离和欧式距离方差,来计算干扰噪点的稀疏程度,公式如下: (1);式中,为基于历史知识库预测的干扰噪点稀疏程度,为基于第l个历史点云预测的干扰噪点稀疏程度,、分别为第l个历史点云中干扰噪点k与其邻域q内噪点的平均欧式距离和欧式距离方差,为第l个历史点云中干扰噪点k与其邻域内第i个点的欧式距离,为第l个历史点云的干扰噪点稀疏程度预测调节参数;计算原始点云各点的稀疏程度,若,则原始点云中的点a视为无效的干扰噪点,从原始点云域中剔除;所述S2中,数据滤波包括以下步骤:将原始点云与模型点云网格化,得到原始点云矩阵与模型点云矩阵,之后分别计算原始点云与模型点云的特征值;对原始点云中包含的所有点,分别计算考虑该点以及不考虑该点的特征值,并与模型点云的特征值比较;若考虑该点的原始点云特征值远离模型点云的特征值,不考虑该点的原始点云特征值接近模型点云的特征值,则视为干扰噪点,从原始点云域中剔除;所述S4和S5中,考虑J种点云变化方法,第j种点云变化方法的旋转矩阵与位移矩阵分别表示为Qj与Uj,对于不同点云域内模型点云中的点ma、ms、mh,在原始点云A、视觉点云S、小波点云H中寻找与之欧式距离最近的点a、s、h作为对应点,组成对应点集;计算对应点对的法向量夹角,若大于设定的夹角阈值β,则剔除此点对,更新对应点集,采用第j种点云变化方法,对原始点云A的点a进行旋转与位移变化,公式如下: (3);式中,ma,j为点a采用第j种点云变化方法进行旋转与位移变化后得到的点;对点a与点ma,j做视觉点云域变化,得到点a与点ma,j在视觉点云上对应的点s与点ms,j,对点a与点ma,j做小波点云域变化得到点a与点ma,j在小波点云上对应的点h与点mh,j;计算采用第j种点云变化方法的原始点云域、视觉点云域以及小波点云域中的配准误差,并基于误差和预设的权重为配准结果打分,公式如下: (4);式中,分别为原始点云域、视觉点云域以及小波点云域的打分权重;选取配准结果打分最高的点云变化方法,作为最佳点云变化方法,对应的旋转矩阵和位移矩阵作为配准的最终结果,实现点云准确可靠配准。
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