(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 202210515961.0 (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 苏州轻棹科技有限公司 地址 215100 江苏省苏州市相城区高铁新 城青龙港路66号领寓商务广场1幢21 层2101-2108室 (72)发明人 李经纬　张雨　 (74)专利代理 机构 北京慧诚智道知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11539 专利代理师 高梅 (51)Int.Cl. G06T 7/32(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种连续帧点云数据的离线配准方法 (57)摘要 本发明实施例涉及一种连续帧点云数据的 离线配准方法， 所述方法包括： 获取第一帧点云 数据序列； 获取与各个第一帧点 云数据对应的第 一帧位姿数据； 对第一帧点云数据序列进行配准 帧数据对识别； 根据各个第一配准对进行点云帧 相对位姿变换估计处理得到第一位姿变换矩 阵 和第一协方差矩阵； 并根据第一协方差矩阵进行 置信度矩阵转换； 并使用第一置信度矩阵对第一 位姿变换矩阵进行加权； 以各个第一帧位姿数据 构建对应节点， 并为相邻节点创建关联关系， 并 以节点间对应的第一加权位姿变换矩 阵构建节 点边约束关系； 进行位姿图优化得到第一优化位 姿变换矩阵； 根据第一优化位姿变换矩阵对第一 帧点云数据序列进行位姿配准。 通过本发明可以 提高点云数据配准效率。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114757980 A 2022.07.15 CN 114757980 A 1.一种连续帧点云数据的离线配准方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取多帧点云数据构 成第一帧点云数据序列； 所述第 一帧点云数据序列包括多个第 一 帧点云数据； 相邻两个所述第一帧点云数据的前一帧采集时间早于后一帧采集时间； 获取与各个所述第一帧点云数据对应的位姿数据作为对应的第一帧位姿数据； 对所述第一帧点云数据序列进行配准帧数据对识别处理生成多组第 一配准对； 所述第 一配准对的类型包括里程计 配准对类型和回环配准对类型； 根据各个所述第一配准对对应的两个所述第一帧位姿数据进行点云帧相对位姿变换 估计处理得到对应的第一位姿变换矩阵和 第一协方差矩阵； 并根据所述第一协方差矩阵进 行置信度 矩阵转换 处理得到对应的第一置信度矩阵； 并使用所述第一置信度 矩阵对所述第 一位姿变换矩阵进行加权处 理得到对应的第一加权位姿变换矩阵； 构建位姿图， 以各个所述第一帧位姿数据构建所述位姿图中的对应节点， 并为相邻节 点创建关联关系， 并以节点间对应的所述第一加权位姿变换矩阵构建节点 边约束关系； 对所述位姿图进行位姿图优化处 理得到对应的第一优化 位姿变换矩阵； 根据所述第一优化 位姿变换矩阵对所述第一帧点云数据 序列进行位姿配准。 2.根据权利要求1所述的连续帧点云数据的离线配准方法， 其特征在于， 所述对所述第 一帧点云数据 序列进行配准帧数据对识别处 理生成多组第一配准对， 具体包括： 对所述第一帧点云数据序列中任意相邻的两帧所述第一帧点云数据作为一组所述第 一配准对， 并设置对应 类型为里程计 配准对类型； 对所述第一帧点云数据序列中采集时间间隔超过设定间隔阈值的任意两帧所述第一 帧点云数据， 进行重叠度计算生成对应的第一重叠度数据； 并在所述第一重叠度数据超过 预设的重叠度阈值时， 将对应的两帧所述第一帧点云数据作为一组所述第一配准对， 并设 置对应类型为回环配准对类型； 所述设定间隔阈值大于相 邻两帧所述第一帧点云数据的采 集时间间隔。 3.根据权利要求1所述的连续帧点云数据的离线配准方法， 其特征在于， 所述根据 各个 所述第一配准对对应的两个所述第一帧位姿数据进行点云帧相对位姿变换估计处理得到 对应的第一 位姿变换矩阵和第一协方差矩阵， 具体包括： 对于类型为里程计配准对类型的所述第 一配准对， 以所述第 一配准对中采集 时间靠前 的所述第一帧位姿数据为第一源帧位姿、 采集时间靠后的所述第一帧位姿 数据为第一目标 帧位姿； 对于类型为 回环配准对类型的所述第 一配准对， 以所述第 一配准对中采集 时间靠后的 所述第一帧位姿 数据为第一源帧位姿、 采集时间靠前的所述第一帧位姿 数据为第一目标帧 位姿； 基于迭代最近点ICP算法对所述第 一源帧位姿到所述第 一目标帧位姿的位姿变换矩阵 进行估计从而得到对应的所述第一 位姿变换矩阵和所述第一协方差矩阵。 4.根据权利要求1所述的连续帧点云数据的离线配准方法， 其特征在于， 所述根据 所述 第一协方差矩阵进行置信度矩阵转换处 理得到对应的第一置信度矩阵， 具体包括： 将所述第一协方差矩阵的逆矩阵作为对应的所述第一置信度矩阵。 5.根据权利要求1所述的连续帧点云数据的离线配准方法， 其特征在于， 所述构建位姿 图， 以各个所述第一帧位姿数据构建所述位姿图中的对应节点， 并为相邻节点创建关联关权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114757980 A 2系， 并以节点间对应的所述第一加权位姿变换矩阵构建节点 边约束关系， 具体包括： 初始化所述位姿图的节点数量为所述第 一帧位姿数据的数量， 并使每个节点对应一个 所述第一帧位姿数据； 按所述第一帧位姿数据的时间先后顺序对各个对应节点进行顺 次连接； 并为本次连接 的各个相 邻节点创建里程计关联关系； 并将本次连接中相 邻节点间的节点边记为第一类节 点边， 并以相 邻节点对应的所述第一配准对的所述第一加权位姿变换矩阵作为所述第一类 节点边的第一节点 边约束关系； 对类型为 回环配准对类型的所述第 一配准对进行遍历， 并将当前遍历的所述第 一配准 对作为当前回环配准对； 并将所述当前回环配准对中采集时间靠后的所述第一帧位姿 数据 作为第二源帧位姿、 采集时间靠前 的所述第一帧位姿数据作为第二 目标帧位姿； 并将所述 位姿图中与所述第二源帧位姿对应的节点记为当前源节点， 与所述第二目标帧位姿对应的 节点记为当前目标节点； 并在所述当前源节点与所述当前目标节点间创建回环关联关系； 并从所述当前源节点向所述当前目标节点建立对应的第二类节点边； 并以所述当前回环配 准对的所述第一加权位姿变换矩阵作为所述第二类节点 边的第二节点 边约束关系。 6.根据权利要求1所述的连续帧点云数据的离线配准方法， 其特征在于， 所述对所述位 姿图进行位姿图优化处 理得到对应的第一优化 位姿变换矩阵， 具体包括： 根据所述位姿图中关联关系为里程计关联关系的各连接节点间的第一节点边约束关 系， 按最小二乘法构建对应的非线性最小二乘问题； 并通过求解所述非线性最小二乘问题 得到对应的所述第一优化 位姿变换矩阵。 7.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 存 储器、 处理器和收发器； 所述处理器用于与所述存储器耦合， 读取并执行所述存储器中的指令， 以实现权利要 求1‑6任一项所述的方法步骤； 所述收发器与所述处 理器耦合， 由所述处 理器控制所述收发器进行消息收发。 8.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指 令， 当所述计算机指 令被计算机执行时， 使 得所述计算机执行权利要求 1‑6任一项所述的方 法的指令 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114757980 A 3