(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 202210963261.8 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 西安航天时代 精密机电有限公司 地址 710100 陕西省西安市航天西路108号 (72)发明人 罗华　杨娜　郭静　李瑞峰　郭超　 (74)专利代理 机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 6121 1 专利代理师 王少文 (51)Int.Cl. G06T 3/40(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 19/20(2011.01) (54)发明名称 一种多视三维数据拼接方法 (57)摘要 本发明涉及三 维数据处理， 具体涉及一种多 视三维数据拼接方法， 目的是解决现有技术中基 于人工粘贴标志点的点云拼接， 无法完全去除全 等三角形或等腰三角形顶点对应顺序匹配错误 而造成误匹配点对的技术问题。 本发 明提供的一 种多视三维数据拼接方法， 包括以下步骤： 获取 基准点对和潜在匹配点对集； 根据基准点对和潜 在匹配点对集构建两个三角形； 判断是否为全等 三角形； 若为全等三角形， 则通过计算判断两个 三角形是否为顶点对应顺序匹配正确的全等三 角形， 并将匹配正确的两个三角形各自的顶点分 别依次保存， 得到公共标志点对集； 根据公共标 志点对集得到两个所在视角的三维拼接数据； 重 复上述步骤， 即可得到多视角的三维点云数据拼 接。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115456871 A 2022.12.09 CN 115456871 A 1.一种多视三维数据拼接方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1， 获取任意两个视角下的标志点集P与标志点集Q， 通过筛选分别得到两个不同视 角下的潜在匹配点 集P′与潜在匹配点 集Q′； 步骤2， 查找所述潜在匹配点集P ′与潜在匹配点集Q ′中匹配强度最大的基准点对pbase与 qbase； 步骤3， 根据所述基准点pbase， 以及所述潜在匹配点集P ′中任意选取的两个点， 构建第一 三角形； 根据所述基准点qbase， 以及所述潜在匹配点集Q ′中任意选取的两个点， 构建第二三角 形； 步骤4， 判断所述第一三角形与第 二三角形是否为全等三角形， 若第 一三角形与第二三 角形为全等 三角形， 则执 行步骤5， 否则返回步骤3； 步骤5， 通过所述第一三角形与第 二三角形中对应顶点的转换矩阵， 将所述潜在匹配点 集Q′从其所在视角， 转换至所述潜在匹配点 集P′所在的视角下， 并将其记为 Q′P； 步骤6， 计算所述潜在匹配点集P ′与所述Q′P中对应点对之间的距 离， 并统计 所述潜在匹 配点集P′与Q′P中， 所述对应点对之间的距离小于距离阈值 δ 的点对个数； 步骤7， 若所得小于距离阈值δ的点对个数大于3， 则第一三角形与第二三角形匹配正 确， 将所述第一 三角形与第二 三角形按照顶点对应顺序依次保存于向量P ″与向量Q″； 步骤8， 重复步骤3至步骤7， 遍历所述潜在匹配点集P ′与潜在匹配点集Q ′， 分别得到两 个所述视角下的公共标志点 集P″与公共标志点 集Q″； 步骤9， 根据所述公共标志点集P ″与公共标志点集Q ″的转换关系， 得到两个所述视角下 的三维拼接数据； 步骤10， 重复步骤1至步骤9， 即可完成多个不同视角的三维点云数据拼接 。 2.根据权利要求1所述的一种 多视三维数据拼接方法， 其特征在于： 步骤4中， 若所述第 一三角形与第二 三角形为全等 三角形， 还 包括以下步骤： 步骤4.1， 判断所述第一三角形或第二三角形是否为等腰三角形， 若是， 则执行步骤 4.2， 否则执 行步骤5； 步骤4.2， 根据计算得到所述第一三角形与第二三角形正确的顶点对应顺序， 并执行步 骤5。 3.根据权利要求2所述的一种多视三维数据拼接方法， 其特征在于： 步骤4.2中， 根据计 算得到所述第一 三角形与第二 三角形正确的顶点对应顺序， 其计算 步骤为： 步骤4.2.1， 通过所述第一三角形与第二三角形中对应顶点的转换矩阵， 将所述潜在匹 配点集Q′从其所在视角， 转换至所述潜在匹配点 集P′所在的视角下， 并将其记为 Q′P1； 将所述第二三角形的两个等腰顶点调换顺序， 形成第三三角形， 通过所述第一三角形 与第三三角形中对应顶点的转换矩阵， 将所述潜在 匹配点集Q ′从其所在视角， 转换至所述 潜在匹配点 集P′所在的视角下， 并将其记为 Q′P2； 步骤4.2.2， 计算所述潜在 匹配点集P ′与所述Q′P1中对应点对之间的距离， 并统计所述 潜在匹配点集P ′与Q′P1中， 所述对应点对之间的距离小于距离阈值δ 的点对个数， 并将其记 为n1； 计算所述潜在匹配点集P ′与所述Q′P2中对应点对之间的距离， 并统计所述潜在匹配点权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115456871 A 2集P′与Q′P2中， 所述对应点对之间的距离小于距离阈值 δ 的点对个数， 并将其记为 n2； 步骤4.2.3， 根据n1与n2的大小关系， 判断所述第一三角形与第二三角形的顶点对应顺 序是否正确； 若n1≥n2， 则所述第一三角形与第 二三角形的顶点对应顺序匹配正确， 执行步 骤5； 若n1＜n2， 则将所述第二三角形的三个顶点按照对应顺序依次替换为第三三角形的三 个顶点， 使得所述第一三角形与替换顶点后的第二三角形 的顶点对应顺序匹配正确， 并执 行步骤5。 4.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种 多视三维数据拼接方法， 其特征在于： 步骤1中， 所 述潜在匹配点 集P′与潜在匹配点 集Q′的筛选包括以下步骤： 步骤1.1， 分别建立所述标志点集P与标志点集Q各自的欧式距离矩阵， 定义矩阵A为所 述标志点 集P的欧式距离矩阵， 矩阵B为所述标志点 集Q的欧式距离矩阵； 步骤1.2， 将所述矩阵A中的行向量依次与所述矩阵B中的行向量进行比对， 若所述矩阵 A中的任意行向量与所述矩阵B中的任意行向量中， 满足|dp‑dq|＜δ 的欧式距离数目大于等 于3时， 则该两组行向量对应的点对为潜在匹配点对， 其中， dp为矩阵A中的元素， dq为矩阵B 中的元素； 步骤1.3， 将所 得潜在匹配点对分别依次保存于向量P ′与向量Q′； 步骤1.4， 重复步骤1.1至步骤1.3， 得到所述潜在匹配点 集P′与潜在匹配点 集Q′。 5.根据权利要求4所述的一种多视三维数据拼接方法， 其特征在于： 步骤2中所述基准 点对pbase与qbase的查找， 包括以下步骤： 步骤2.1， 分别建立所述潜在匹配点集P ′与潜在匹配点集Q ′各自的欧式距离矩阵， 定义 矩阵C为所述潜在匹配点集P ′的欧式距离矩阵， 矩阵D为所述潜在匹配点集Q ′的欧式距离矩 阵； 步骤2.2， 将所述矩阵C与矩阵D相减， 得到距离 差值矩阵S； 步骤2.3， 依次提取所述距离差值矩阵S中的行向量， 并计算每个行向量中元素数值小 于所述距离阈值 δ 的个数， 并将其依次存 入匹配强度向量中： 步骤2.4， 查找所述匹配强度向量中数值最大的元素， 其对应的潜在匹配点对即为所述 基准点对pbase与qbase。 6.根据权利要求5所述的一种 多视三维数据拼接方法， 其特征在于： 步骤7中， 若所得点 对个数小于等于 3， 则将所述第一 三角形与第二 三角形所对应的点对均删除。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115456871 A 3