技術(shù)特征：
1.一種基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，包括如下步驟：(1)獲取點(diǎn)云：根據(jù)場(chǎng)景選擇不同的場(chǎng)景掃描方式，獲取待掃描物體的點(diǎn)云；(2)預(yù)處理點(diǎn)云：(2a)任意選取相鄰的兩段點(diǎn)云，作為參考點(diǎn)云和預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云，分別建立參考點(diǎn)云和預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云空間坐標(biāo)系；所述的參考點(diǎn)云和預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云空間坐標(biāo)系的建立方式如下：以掃描儀所在位置為坐標(biāo)系原點(diǎn)，將參考點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置為O，將預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置為O'，將掃描儀開(kāi)始掃描的方向作為X軸，與開(kāi)始掃描方向垂直的方向作為Y軸，垂直水平面方向作為Z軸，將參考點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)O向預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)O'的移動(dòng)方向作為視角方向；(2b)若預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云是通過(guò)水平視角掃描方式獲得，則將預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云繞Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，作為目標(biāo)點(diǎn)云，否則，將預(yù)目標(biāo)點(diǎn)云直接作為目標(biāo)點(diǎn)云；(2c)采用離群點(diǎn)過(guò)濾方法，對(duì)參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行過(guò)濾，獲得過(guò)濾后參考點(diǎn)云和過(guò)濾后目標(biāo)點(diǎn)云；(2d)采用稀疏化方法，對(duì)過(guò)濾后參考點(diǎn)云和過(guò)濾后目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行稀疏化，獲得稀疏化參考點(diǎn)云和稀疏化目標(biāo)點(diǎn)云；(2e)用從掃描儀讀取的掃描儀最優(yōu)掃描半徑，對(duì)稀疏化參考點(diǎn)云和稀疏化目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行限長(zhǎng)濾波，得到參考待配準(zhǔn)點(diǎn)云和目標(biāo)待配準(zhǔn)點(diǎn)云；(3)獲取待擴(kuò)展參考空間和待擴(kuò)展目標(biāo)空間：(3a)在參考待配準(zhǔn)點(diǎn)云內(nèi)，取坐標(biāo)值x≥0且y≥0的部分，作為參考重疊部分；(3b)在目標(biāo)待配準(zhǔn)點(diǎn)云內(nèi)，取坐標(biāo)值x≥0且y≥0的部分，作為目標(biāo)重疊部分；(3c)分別在參考重疊部分和目標(biāo)重疊部分上，設(shè)置相同大小的滑動(dòng)窗，獲得參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間，將滑動(dòng)窗的位置標(biāo)記為初始生成位置；(3d)將參考重疊子空間作為最優(yōu)參考子空間，目標(biāo)重疊子空間作為最優(yōu)目標(biāo)子空間，將參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間的最優(yōu)子空間配準(zhǔn)得分初始化為無(wú)窮大；(3e)采用迭代配準(zhǔn)點(diǎn)云公式，將參考重疊子空間作為參考配準(zhǔn)點(diǎn)云，目標(biāo)重疊子空間作為目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云，計(jì)算參考配準(zhǔn)點(diǎn)云和目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云的配準(zhǔn)得分，將配準(zhǔn)得分作為子空間配準(zhǔn)得分；所述迭代配準(zhǔn)點(diǎn)云公式如下：其中，G′表示參考配準(zhǔn)點(diǎn)云和目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云的配準(zhǔn)得分，A表示參考配準(zhǔn)點(diǎn)云和目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云內(nèi)匹配點(diǎn)的個(gè)數(shù)，B表示目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；(3f)按照下式，計(jì)算參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間的配準(zhǔn)修正得分：其中，G表示參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間的配準(zhǔn)修正得分，G′表示參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間的子空間配準(zhǔn)得分，I表示通過(guò)迭代就近點(diǎn)算法獲得的參考重疊子空間和目標(biāo)重疊子空間內(nèi)匹配點(diǎn)的個(gè)數(shù)，T表示目標(biāo)待配準(zhǔn)點(diǎn)云內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；(3g)對(duì)于配準(zhǔn)修正得分小于最優(yōu)子空間配準(zhǔn)得分的情況，將參考重疊子空間作為最優(yōu)參考子空間，目標(biāo)重疊子空間作為最優(yōu)目標(biāo)子空間，最優(yōu)子空間配準(zhǔn)得分更新為與配準(zhǔn)修正得分相同，對(duì)于配準(zhǔn)修正得分大于或等于最優(yōu)子空間配準(zhǔn)得分的情況，不改變最優(yōu)參考子空間、最優(yōu)目標(biāo)子空間和最優(yōu)子空間配準(zhǔn)得分；(3h)在目標(biāo)重疊部分上，沿著視角方向，將滑動(dòng)窗移動(dòng)n*p長(zhǎng)度，獲得一個(gè)目標(biāo)重疊子空間，其中，n表示一個(gè)正整數(shù)，1≤n≤5，p表示稀疏化所采用的體素邊長(zhǎng)；(3i)判斷滑動(dòng)窗是否超出目標(biāo)重疊部分，如果是，則執(zhí)行步驟(3j)，否則，執(zhí)行步驟(3e)；(3j)在目標(biāo)重疊部分上，沿視角方向的反方向，將滑動(dòng)窗移回初始生成位置；(3k)在參考重疊部分上，沿著視角方向，將滑動(dòng)窗移動(dòng)n*p長(zhǎng)度，獲得一個(gè)參考重疊子空間，其中，n表示一個(gè)正整數(shù)，1≤n≤5，p表示稀疏化所采用的體素邊長(zhǎng)；(3l)判斷滑動(dòng)窗是否超出參考重疊部分，如果是，則執(zhí)行步驟(3m)；否則，執(zhí)行步驟(3e)；(3m)將最優(yōu)參考子空間作為待擴(kuò)展參考空間，最優(yōu)目標(biāo)子空間作為待擴(kuò)展目標(biāo)空間；(4)獲取待配準(zhǔn)參考空間和待配準(zhǔn)目標(biāo)空間：(4a)將待擴(kuò)展參考空間作為參考待配準(zhǔn)重疊空間，待擴(kuò)展目標(biāo)空間作為目標(biāo)待配準(zhǔn)重疊空間，將待擴(kuò)展參考空間和待擴(kuò)展目標(biāo)空間的最優(yōu)配準(zhǔn)得分初始化為無(wú)窮大；(4b)將待擴(kuò)展參考空間沿著視角方向和視角方向的反方向，分別增加長(zhǎng)度m*Re，將增加長(zhǎng)度的待擴(kuò)展參考空間作為新的待擴(kuò)展參考空間，其中，m表示一個(gè)正整數(shù)，1≤m≤10，Re表示根據(jù)用戶要求的待掃描物體的點(diǎn)云精度所設(shè)置的掃描儀的掃描精度；(4c)將待擴(kuò)展目標(biāo)空間沿著視角方向和視角方向的反方向，分別增加長(zhǎng)度m*Re，將增加長(zhǎng)度的待擴(kuò)展目標(biāo)空間作為新的待擴(kuò)展目標(biāo)空間，其中，m表示一個(gè)正整數(shù)，1≤m≤10，Re表示根據(jù)用戶要求的待掃描物體的點(diǎn)云精度所設(shè)置的掃描儀的掃描精度；(4d)采用與步驟(3e)相同的迭代配準(zhǔn)點(diǎn)云公式，將待擴(kuò)展參考空間作為參考配準(zhǔn)點(diǎn)云，待擴(kuò)展目標(biāo)空間作為目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云，計(jì)算參考配準(zhǔn)點(diǎn)云和目標(biāo)配準(zhǔn)點(diǎn)云的配準(zhǔn)得分，將配準(zhǔn)得分作為優(yōu)化配準(zhǔn)得分；(4e)對(duì)于優(yōu)化配準(zhǔn)得分大于最優(yōu)配準(zhǔn)得分的情況，不改變參考待配準(zhǔn)重疊空間和目標(biāo)待配準(zhǔn)重疊空間，對(duì)于優(yōu)化配準(zhǔn)得分小于或等于最優(yōu)配準(zhǔn)得分的情況，將待擴(kuò)展參考空間作為參考待配準(zhǔn)重疊空間，待擴(kuò)展目標(biāo)空間作為目標(biāo)待配準(zhǔn)重疊空間，最優(yōu)配準(zhǔn)得分更新為與優(yōu)化配準(zhǔn)得分相同；(4f)判斷優(yōu)化配準(zhǔn)得分是否大于最優(yōu)配準(zhǔn)得分，如果是，則執(zhí)行步驟(4g)，否則，執(zhí)行步驟(4b)；(4g)將參考待配準(zhǔn)重疊空間作為待配準(zhǔn)參考空間，目標(biāo)待配準(zhǔn)重疊空間作為待配準(zhǔn)目標(biāo)空間；(5)配準(zhǔn)參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云：(5a)采用迭代就近點(diǎn)算法，將參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云的待配準(zhǔn)重疊空間配準(zhǔn)，獲得轉(zhuǎn)換矩陣；(5b)采用矩陣運(yùn)算，以轉(zhuǎn)換矩陣為參數(shù)，將參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，得到參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云配準(zhǔn)后的點(diǎn)云；(5c)用參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云配準(zhǔn)后的點(diǎn)云替換參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云，完成參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云的配準(zhǔn)；(6)判斷是否完成所有分段點(diǎn)云的配準(zhǔn)，如果是，則執(zhí)行步驟(7)，否則，執(zhí)行步驟(2)；(7)輸出配準(zhǔn)結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(1)所述的根據(jù)場(chǎng)景選擇不同的場(chǎng)景掃描方式是指，如果場(chǎng)景是以待掃描物體為中心圍繞待掃描物體移動(dòng)掃描儀，則選擇多視角掃描，圍繞待掃描物體，從多個(gè)方向掃描，每個(gè)方向獲取一段點(diǎn)云，掃描儀初始掃描方向與掃描儀移動(dòng)方向成135°角，保證相鄰兩段點(diǎn)云存在重疊區(qū)域；如果場(chǎng)景是在待掃描物體放置平面上沿固定方向移動(dòng)掃描儀，則選擇水平視角掃描，沿用戶確定的一個(gè)方向進(jìn)行掃描，掃描儀初始掃描方向與掃描儀移動(dòng)方向成45°角，將待掃描物體分為連續(xù)的多段掃描，保證相鄰兩段點(diǎn)云存在重疊區(qū)域；如果場(chǎng)景是在垂直于待掃描物體放置平面的方向上豎直向上移動(dòng)掃描儀，則選擇垂直視角掃描，沿垂直于待掃描物體放置平面的方向，豎直向上掃描，掃描儀初始掃描方向保持一致，將待掃描物體分為連續(xù)的多段掃描，保證相鄰兩段點(diǎn)云存在重疊區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(2c)所述的離群點(diǎn)過(guò)濾方法是指，采用統(tǒng)計(jì)外點(diǎn)移除濾波器，將根據(jù)用戶要求設(shè)置的臨近點(diǎn)的個(gè)數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)，作為統(tǒng)計(jì)外點(diǎn)移除濾波器參數(shù)，分析參考點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)，如果臨近點(diǎn)中的任意一個(gè)點(diǎn)的距離超出平均距離的標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)，則將該點(diǎn)標(biāo)記為離群點(diǎn)，同時(shí)移除該點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(2d)所述的稀疏化方法是指，采用體素化網(wǎng)格濾波器，將根據(jù)用戶要求設(shè)置的邊長(zhǎng)為m*Re的立方體，作為體素，分別在過(guò)濾后參考點(diǎn)云和過(guò)濾后目標(biāo)點(diǎn)云上，創(chuàng)建一個(gè)由體素構(gòu)成的三維體素柵格，用體素中所有點(diǎn)的重心替換體素中的所有點(diǎn)，其中，m表示一個(gè)正整數(shù)，1≤m≤10，Re表示根據(jù)用戶要求的待掃描物體的點(diǎn)云精度所設(shè)置的掃描儀的掃描精度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(2e)所述的限長(zhǎng)濾波是指，分別以參考點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)O和目標(biāo)點(diǎn)云的坐標(biāo)原點(diǎn)O'為圓心，掃描儀最優(yōu)掃描半徑R為半徑的球體，將球體之外的點(diǎn)過(guò)濾掉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(3c)所述滑動(dòng)窗的具體設(shè)置如下：滑動(dòng)窗是立體的窗口，如果點(diǎn)云的獲取是通過(guò)多視角方式，則窗口大小為5°的扇形，在平行于Z軸方向上的長(zhǎng)度和半徑無(wú)窮大；如果點(diǎn)云的獲取是通過(guò)水平視角或者垂直視角掃描方式，則窗口沿著視角方向的長(zhǎng)度為掃描儀最優(yōu)掃描半徑R的垂直于視角方向的長(zhǎng)度為無(wú)窮大。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于迭代就近點(diǎn)算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(5a)所述的迭代就近點(diǎn)算法是指選取點(diǎn)云庫(kù)PCL中的迭代就近點(diǎn)算法，將待配準(zhǔn)的兩段點(diǎn)云作為輸入，通過(guò)對(duì)其中一段點(diǎn)云作剛體變換，將兩段點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，得到轉(zhuǎn)換矩陣。