(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211142363.X (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 中汽创智科技有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁区秣陵街 道胜利路8 8号 (72)发明人 蔡香玉　周勋　胡帅朋　龚小鹏　 李建昆　张灿　胡伟　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 郑华洁 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种点云数据的线性拟合方法和装置 (57)摘要 本发明涉及了一种点云数据的线性拟合方 法和装置， 该方法包括： 获取待进行衔接的第一 线段点簇的终点数据和第二线段点簇的起点数 据， 得到第一点数据和第二点数据； 分别获取第 一线段点簇在第一点数据处的方向向量、 第二线 段点簇在第二点数据处的方向向量、 第一点数据 和第二点数据构成的目标向量的方向向量； 确定 第一线段点簇和第二线段点簇之间的衔接线段 的曲直性； 若衔接线段为曲线， 则利用参数化的 曲线拟合模 型对衔接线段进行拟合， 并利用第一 方向向量和第二方向向量作为拟合的约束条件， 得到第一目标衔接线 段。 本方案在曲线拟合时增 加方向约束条件， 使 得在连续的线性连接时能够 达到平滑连接的效果。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 115222897 A 2022.10.21 CN 115222897 A 1.一种点云数据的线性拟合方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待进行衔接的第 一线段点簇的终点数据和第 二线段点簇的起点数据， 得到第 一点 数据和第二 点数据； 分别获取所述第一线段点簇在所述第 一点数据处的方向向量、 所述第 二线段点簇在所 述第二点数据处的方向向量、 所述第一点数据和所述第二点数据构成的目标向量的方向向 量， 得到第一方向 向量、 第二方向 向量和第三方向 向量； 根据所述第一方向向量、 所述第 二方向向量、 所述第 三方向向量， 确定所述第 一线段点 簇和所述第二线段点簇之间的衔接线段的曲直 性； 若所述衔接线段为曲线，  则利用参数化的曲线拟合模型对所述衔接线段进行拟合， 并 利用所述第一方向向量和所述第二方向向量作为拟合的约束条件， 得到第一目标衔接线 段； 利用所述第一目标 衔接线段 连接所述第一线段点簇和所述第二线段点簇 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第 一方向向量、 所述第 二方向向量、 所 述第三方向 向量均为单位向量。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一方向向量、 所述第二方 向向量、 所述第三方向向量， 确定所述第一线段点簇和所述第二线段点簇之间的衔接线段 的曲直性， 包括： 若所述第 一方向向量、 所述第 二方向向量、 所述第 三方向向量均相等， 则确定所述衔接 线段为直线； 若所述第一方向向量、 所述第二方向向量、 所述第三方向向量中有任意两个向量不相 等， 则确定所述衔接线段为曲线。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述利用参数化的曲线拟合模型对所述衔 接线段进行拟合， 并利用所述第一方向向量和所述第二方向向量作为拟合的约束条件， 包 括： 将参数化的三 次多项式确定为曲线拟合模型， 所述曲线拟合模型的自变量为所述第 一 点数据和所述衔接线段 上的任意 一点之间的距离， 所述曲线拟合模型包括八个拟合 参数； 确定在所述第一点数据处， 所述曲线拟合模型对应的第一表达式， 在所述第二点数据 处， 所述曲线拟合模型对应的第二表达式； 根据所述第 一点数据处所述曲线拟合模型的偏导数为所述第 一方向向量， 所述第 二点 数据处所述曲线拟合模型的偏导数为所述第二方向向量， 得到第一约束 条件和第二约束 条 件； 根据所述第一表达式、 所述第二表达式、 所述第一约束条件和所述第二约束条件确定 所述八个拟合 参数的取值； 根据所述八个拟合 参数的取值确定第一目标 衔接线段。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在确定所述衔接线段的曲直性之后， 还包 括： 若所述衔接线段为 直线， 则将包 含三个参数的直线方程确定为 直线拟合模型； 利用所述 直线拟合模型对所述衔接线段进行拟合， 得到第二目标 衔接线段。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述直线拟合模型对所述衔接线权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115222897 A 2段进行拟合， 包括： 确定所述第 一点数据和所述第 二点数据的横坐标相同时， 所述直线拟合模型的第 三表 达式； 确定所述第 一点数据和所述第 二点数据的纵坐标相同时， 所述直线拟合模型的第四表 达式； 确定所述第 一点数据和所述第 二点数据的横坐标和纵坐标均不相同时， 所述直线拟合 模型的第五表达式； 根据所述第三表达式、 所述第四表达式和所述第五表达式， 对所述衔接线段进行拟合。 7.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述利用参数化的曲线拟合模型对所述衔 接线段进行拟合， 并利用所述第一方向向量和所述第二方向向量作为拟合的约束条件， 包 括： 将参数化的三 次多项式确定为曲线拟合模型， 所述曲线拟合模型的自变量为所述第 一 点数据和所述衔接线段 上的任意 一点之间的距离， 所述曲线拟合模型包括八个拟合 参数； 对所述第一方向向量设置第 一长度调整参数、 对所述第 二方向向量设置第 二长度调整 参数； 根据所述第一点数据处所述曲线拟合模型的偏导数为所述第一方向向量和所述第一 长度调整参数的乘积， 得到第三约束条件； 根据所述第二点数据处所述曲线拟合模型的偏导数为所述第二方向向量和所述第二 长度调整参数的乘积， 得到第四约束条件； 根据所述第一表达式、 所述第二表达式、 所述第三约束条件和所述第 四约束条件确定 所述八个拟合 参数的取值； 根据所述八个拟合 参数的取值确定第一目标 衔接线段。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述对所述第 一方向向量设置第 一长度调 整参数、 对所述第二方向 向量设置第二长度调整参数， 包括： 根据期望得到的第 一目标衔接线段的曲率半径， 设置所述第 一方向向量的第 一长度调 整参数的取值、 所述第二方向 向量的第二长度调整参数的取值。 9.一种点云数据的线性拟合装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 点数据获取模块， 用于获取待进行衔接的第 一线段点簇的终点数据和第 二线段点簇的 起点数据， 得到第一 点数据和第二 点数据； 方向向量获取模块， 用于分别获取所述第一线段点簇在所述第一点数据处的方向向 量、 所述第二线段点簇在所述第二点数据 处的方向向量、 所述第一点数据和所述第二点数 据构成的目标向量的方向 向量， 得到第一方向 向量、 第二方向 向量和第三方向 向量； 曲直性确定模块， 用于根据所述第一方向向量、 所述第二方向向量、 所述第三方向向 量， 确定所述第一线段点簇和所述第二线段点簇之间的衔接线段的曲直 性； 曲线拟合模块， 用于若所述衔接线段为曲线，  则利用参数化的曲线拟合模型对所述衔 接线段进行拟合， 并利用所述第一方向向量和所述第二方向向量作为拟合的约束条件， 得 到第一目标 衔接线段； 连接模块， 用于利用所述第 一目标衔接线段连接所述第 一线段点簇和所述第 二线段点 簇。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115222897 A 3