专利名称：基于曲率特征加权质心点约束的自适应标志点布局方法
技术领域：
本发明属于光电测量领域，涉及ー种基于曲率特征加权质心点约束的自适应特征标志点布局方法，尤其适用于坐标系转换中的特征标志点规划布局设计法。
背景技术：
多年来，坐标转换问题一直是地理测绘、遥感、视觉測量、生物医学、机器人导航等众多研究領域中普遍存在的问题之一。尤其是在飞机、轮船、汽车、涡轮机、发电机等大型设备的制造装配领域，为了获得大尺寸机械部件的完整3D面形，就需要经纬仪、摄影測量系统、关节式测量臂、激光跟踪仪等多种测量设备及仪器来组成大尺寸測量系统。这是ー个十分复杂而繁琐的过程，其中涉及了诸多研究方面，例如摄像机标定、不同3D点云数据的拼接、測量点云与CAD模型配准、多传感器融合等，鉴于此处仅考虑刚体运动，因此，上述所有问题就是不同坐标系的转换问题，即求解坐标系之间的旋转矩阵和平移矢量。 坐标转换问题的关键之处在于如何解算出准确的转换參数，而转换參数的求解通常需要人为设置若干在各个不同坐标系下具有已知坐标值的特征标志点，通过联立线性方程组来求得转换參数。根据不同的计算功能，特征标志点主要可以分为两部分转换点集和测试点集。其中，转换点集主要用于计算不同坐标系之间的坐标转换參数；然后，将所得的转换參数值代入测试点集，根据误差评价模型，利用不同的坐标转换误差评价方法，即可得到相应的转换误差评价指标及相关參数。通常,在エ业现场布设大量的标志点參与测量环节,这就需要在全部标志点已知的基础上，利用最小二乗法获取坐标转换最优值。其优点在于，基于大量数据获取全局最优解，可以有效消除随机误差干扰；而缺点是需要大量的标志点，不仅提高了測量成本，同时増加了计算量。然而，在实际装配现场中，由于装配仪器、測量设备众多，极易造成对标志点的遮挡，从而限制了测量标志点的数量；同时，相同数量的标志点布设在操作现场中的分布不同，对于测量精度也会产生不同的影响。因此，特征标志点的规划布局研究具有十分重要的研究意义和应用价值，作为坐标转换问题的首要前提，它将直接决定着坐标转换误差水平，进而影响最終的測量精度。目前，许多文献都致カ于研究如何分布标志点以提高坐标转换精度的问题。耿娜、邾继贵等在《基于刚体运动学的坐标系配准理论及算法》中指出，标志点对坐标转换精度的影响主要在于标志点的测量误差以及标志点的空间布局方式。该文献在转换參数求解中，推导出标志点测量误差与转换误差之间的关系，并针对于现场測量中标志点分布十分复杂的情况，给出了标志点布设原则将标志点选定在转换点附近，且均匀分布在较广的范围内，构成不规则的形状，适当地增加标志点数量，可有效提高转换精度。该文献剖析了标志点测量误差与转换误差之间的关系，但对于标志点布局问题，并未进行定量的分析与推导，仅以结论的方式给出。针对旋转微小角度情况下的坐标系转换问题，Hakan S. Kutoglu等指出了标志点分布对转换精度的影响明显重要于标志点数量对转换精度的影响。此外，转换參数之间的相关性与转换精度无关。然而，此项研究仅适用于旋转微小角度，推导中的一些假设条件无法满足于一般情况，因此，具有一定局限性。王玉成等提出了坐标转换精度受到标志点测量误差及其分布的影响，从测量误差传播角度，推导了标志点测量误差对于转换精度的影响，而对于标志点的分布情况，则建议标志点应该均匀分布于测量范围内，但这种建议只是概念性的提示，并没有严密的理论推导作为依据。Tevfik Ayan等指出在坐标转换参数的计算中,其中一部分误差被估计的转换参数值所吸收，误差的吸收量依赖于标志点的几何分布。利用外部可靠性调整识别并剔除粗大误差对转换参数的影响。Tevfik Ayan等同时指出，误差吸收量的多少主要依赖于标志点个数的冗余量。这里，将标志点的几何分布与粗大误差联系在一起，主要解决了如何识别并剔除粗大误差的影响，但并未深入探讨标志点的几何分布对转换误差的影响。从上述文献可知，多数文献更多地强调了标志点的测量精度对坐标转换精度的影响；而对于标志点自身的空间分布情况，仅凭借实际经验给出一些定性的结论分析，缺乏系统的、完整的理论推导过程。存在这一现象的主要原因在于标志点的测量误差对转换精度的影响十分直观，易于进行公式推导；而标志点集分布本身存在多种复杂因素，其对转换精度的影响往往是多种因素交织在一起，这极大地增加了推导的难度。然而，标志点的测量精度与标志点的空间分布是一种从属关系，它无法完全表征标志点空间分布的其它特性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于确保在规定的测量空间范围内，合理规划布局尽可能少的转换点就可满足预先给定的测量精度要求。 根据本发明的一方面，提供一种基于曲率特征加权质心点约束的自适应标志点布局方法，所述方法包括(I)将实际测量现场作为立方体空间，以所述立方体的几何中心作为坐标原点建立测量空间坐标系，并且选择两个不同的第一观测站位和第二观测站位分别独立获取立方体空间的三维形貌特征，第一观测站位的第一坐标系和第二观测站位的第二坐标系与测量空间坐标系互不相同；(2)选取立方体中的两条体对角线方向处的四个顶点构成初始转换点集，使得初始转换点集的质心点坐标位于测量空间坐标系的坐标原点处；(3)选择不同于转换点且包含在初始转换点集内部的多个标志点构成测试点集,并且使得测试点集的质心点坐标与初始转换点集的质心点坐标彼此重合；(4)利用初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的初值，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算误差评价指标初值；(5)在立方体测量空间中布设等间距的密集转换点集，计算每个转换点处的曲率特征函数，利用密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算误差评价指标目标值；(6)保持立方体几何中心位置不变，以密集转换点集中各个标志点之间的间距作为预定步长，依次缩小立方体测量空间的三个坐标分量取值，获得多个由大至小的子立方体空间；在每个子立方体中，将所述子立方体中所包含的各个密集标志点的曲率特征函数作为权重因子来求解所述子立方体的加权质心点坐标值，并将加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点进行比较；如果加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点之间存在偏移量，则将求得的加权质心点作为中心，继续根据所述步长逐步压缩所述子立方体空间，直到所述子立方体空间缩小至预定大小的空间区域为止，将由此获得的子立方体空间作为局部立方体区域；如果加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点之间不存在偏移量，则搜索下一个子立方体空间中的局部立方体区域；(7)对于在步骤￠)中所获得的一个局部立方体区域，以所述局部立方体区域的加权质心点为中心，以所述步长的整数倍为球半径，构造一组由小至大的搜索球直至所述局部立方体区域边缘；按照球半径由小至大的顺序，依次对每个球表面及内部且不属于前一个球所包含的密集标志点进行遍历搜索；在每个球的搜索过程中，将每个密集标志点及其关于坐标原点呈中心对称的对称标志点作为一对标志点，每次只将一对标志点弓I入初始转换点集构成当前转换点集，并按照步骤(4)的方式针对当前转换点集计算误差评价指标当前值，如果计算的误差评价指标当前值小于误差评价指标初值，则将该对标志点引入转换点集而形成更新的转换点集；利用更新的转换点集，继续针对下一对标志点按照相同的方式计算误差评价指标当前值，直至该球体所包含的每个标志点结束，将该次搜索中满足要求的标志点弓I入到初始转换点集中而构成新转换点集作为下一个球体搜索的初始转换点集，并计算此时的误差评价指标作为下一个球体搜索的误差评价指标初值；重复上述搜索过程，直至该 局部立方体区域的每个球体全部搜索完毕为止；(8)对所有局部立方体区域重复执行步骤(7)的遍历搜索操作，寻找满足步骤(7)的条件的转换标志点对，直至计算出的误差评价指标趋近或低于误差评价指标目标值，此时布设的标志点的数目以及相应的坐标位置构成最优转换点集。在步骤(4)中，利用初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的初值的步骤包括计算初始转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值；计算初始转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算初始转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值；利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第二坐标系下的坐标差值，通过最小二乘法计算旋转矩阵的初值；根据计算的旋转矩阵的初值以及初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量的初值。在步骤(4)中，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算误差评价指标初值的步骤包括将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算测试点集中各个测试点在第二坐标系下的计算坐标值；计算测试点集中每一个测试点在第二坐标系下的计算坐标值与所述测试点在第二坐标系下的实际坐标值之差；根据下列方式中的一种来计算误差评价指标初值(al)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，作为误差评价指标初值；(a2)计算所述坐标值之差的均方根误差，作为误差评价指标初值；(a3)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，并且计算所述坐标值之差的均方根误差，将所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差以及均方根误差作为误差评价指标初值。在步骤(5)中，利用密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的步骤包括计算密集转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值；计算密集转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算密集转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值；利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第ニ坐标系下的坐标差值，通过最小二乗法计算旋转矩阵；根据计算的旋转矩阵的初值以及密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量。在步骤(5)中，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算误差评价指标目标值的步骤包括将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算测试点集中各个测试点在第二坐标系下的计算坐标值；计算测试点集中每ー个测试点在第二坐标系下的计算坐标值与所述测试点在第二坐标系 下的实际坐标值之差；根据下列方式中的ー种来计算误差评价指标目标值(bl)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，作为误差评价指标目标值；(b2)计算所述坐标值之差的均方根误差，作为误差评价指标目标值；(b3)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，并且计算所述坐标值之差的均方根误差，将所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差以及均方根误差作为误差评价指标目标值。在步骤(6)中，所述预定大小的空间区域的边长是立方体測量空间的边长的1/5。在步骤(6)中，如果两个或多个子立方体空间同时包含等于或大于预定百分比的转换标志点，则将所述两个或多个子立方体空间作为同一子立方体空间。所述预定百分比是85%。所述自适应标志点布局方法还包括(9)利用最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的最优值。在步骤(9)中，利用最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的最优值的步骤包括计算最优转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值；计算最优转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算最优转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值；利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第ニ坐标系下的坐标差值，通过最小二乗法计算旋转矩阵的最优值；根据计算的旋转矩阵的最优值以及最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量的最优值。
通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中图I是根据本发明的坐标转换示意图；图2是根据本发明的基于曲率特征加权质心点约束的自适应特征标志点布局方法的流程图。
具体实施例方式以下，參照附图来详细说明本发明的实施例。图I是根据本发明的坐标转换示意图。图I中的黒点表示特征标志点。
如图I所示，假设存在两个空间直角坐标系分别为第一坐标系Ca和第二坐标系CB，从Ca至Cb的坐标转换參数可以归结为旋转矩阵R和平移矢量T ;鉴于特征标志点主要包括转换点集和测试点集，假定转换点集包含N个转换标志点，它们在上述两个坐标系中具有各自不同的坐标值可以分别表示为XeAi和Xrai(i = 1,2,…，N);测试点集包含M个检验标志点，它们在这两个坐标系中的坐标值均可表示为XTiU和XTBj(i = 1,2,…，M)。因此，在上述两个坐标系下，转换点集和测试点集中的全部标志点均满足等式(I)中的刚体变换坐标转换模型，其具体形式可以表示为XCBi = T+R · XCAi, Xtbj = T+R · Xtaj(I)I.布局參数转换点集和测试点集的布局參数,其主要可以分为点集内參数和点集间參数前 者包括点个数、基准点坐标和坐标差值；后者则定义初始转换点集和测试点集之间的包络融合度。I. I点集内參数I. I. I 点个数根据前面的假设可知，转换点集中包含的点个数为N，测试点集包含的点个数为M0I. I. 2基准点坐标由于利用转换点集来估算坐标转换參数，这就需要将转换点集的质心点作为基准点。该质心点在第一坐标系Ca和第二坐标系Cb下的坐标值分别表示为
Nし=乞，‘=兰ニ⑵
Λθ N ° N且上述坐标值可满足如下关系Xbo = T+R · Xao(3)1.1.3坐标差值坐标差值是指同一坐标系下各标志点与基准点之间的坐标值之差，其符号即代表标志点与基准点之间的相对位置关系。在第一坐标系Ca下，转换点集和测试点集中各标志点与基准点之间的坐标差值可以表示为Xcai = XCAi_XA。，Xtaj- = Uao⑷同理，在第二坐标系Cb下，转换点集和测试点集中各标志点与基准点之间的坐标差值可以表示为Xcbi — XCBi_XB。，Xtbj — Χτβ「Χβ。(5)将等式⑷和(5)代入等式⑶可以推导出Xcbi = R* Xcai(6)等式(6)反映了旋转矩阵R与转换点集分别在第一坐标系Ca和第二坐标系Cb下的坐标差值XMi和Xcm之间的函数关系。I. 2点集间布局參数点集间布局參数则主要表现为转换点集与测试点集之间的包络融合度，且该參数仅与这两个点集各自的分布情况及其相対的位置关系密切相关，而与坐标系无关。现仅以第一坐标系Ca为例进行说明。I. 2. I转换点集包络球在第一坐标系Ca下，转换点集包含N个转换点，其中每个转换点的坐标值为Xqu (i=1,2, *··,Ν)。现以转换点集的质心点Oca为中心，以各个转换点到质心点的最大欧氏距离为半径R。，将其所生成的ー个能够囊括所有转换点的最小包络球定义为转换点集包络球，它在第一坐标系Ca下的球心坐标和球半径Rc分别可以写成下列形式Xao — (xA0，yA0 zA0)；
I. 2. 2测试点集包络球在第一坐标系Ca下，测试点集包含M个转换点，其中每个测试点的坐标值为XTiU(i=1,2,…，M)。这里，以测试点集的质心Ota为中心，以各个测试点到点Ota的最大欧氏距离为半径Rt，生成一个能够包含所有测试点的最小包络球可定义为测试点集包络球，其在第一坐标系Ca下的球心坐标值和球半径RT分别表示为
I. 2. 3包络融合度转换点集和测试点集之间的包络融合度问题，可以转化为两个包络球之间的相交、重叠程度，现定义两个点集之间的包络交融度为Φ，数学表示如下
等式(9)中，Oi Jl,表示2个包络球心点之间的欧氏距离。包络融合度參数Φ可以合理地解释转换点集和测试点集相互交融的程度。由等式(9)可知，包络融合度參数Φ的取值范围是(-の，+⑴)。包络融合度參数Φ具有以下性质(I)当 Rc = Rt = O 时，
(2)当 时
(3)当 时，Φ = In ⑴=O ;
(4)当 时，
权利要求
1.一种基于曲率特征加权质心点约束的自适应标志点布局方法，所述方法包括 (1)将实际测量现场作为立方体空间，以所述立方体的几何中心作为坐标原点建立测量空间坐标系，并且选择两个不同的第一观测站位和第二观测站位分别独立获取立方体空间的三维形貌特征，第一观测站位的第一坐标系和第二观测站位的第二坐标系与测量空间坐标系互不相同； (2)选取立方体中的两条体对角线方向处的四个顶点构成初始转换点集，使得初始转换点集的质心点坐标位于测量空间坐标系的坐标原点处； (3)选择不同于转换点且包含在初始转换点集内部的多个标志点构成测试点集,并且使得测试点集的质心点坐标与初始转换点集的质心点坐标彼此重合； (4)利用初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的初值，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算误差评价指标初值； (5)在立方体测量空间中布设等间距的密集转换点集，计算每个转换点处的曲率特征函数，利用密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算误差评价指标目标值； (6)保持立方体几何中心位置不变，以密集转换点集中各个标志点之间的间距作为预定步长，依次缩小立方体测量空间的三个坐标分量取值，获得多个由大至小的子立方体空间；在每个子立方体中，将所述子立方体中所包含的各个密集标志点的曲率特征函数作为权重因子来求解所述子立方体的加权质心点坐标值,并将加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点进行比较；如果加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点之间存在偏移量，则将求得的加权质心点作为中心，继续根据所述步长逐步压缩所述子立方体空间，直到所述子立方体空间缩小至预定大小的空间区域为止，将由此获得的子立方体空间作为局部立方体区域；如果加权质心点坐标值与测量空间坐标系原点之间不存在偏移量，则搜索下一个子立方体空间中的局部立方体区域； (7)对于在步骤(6)中所获得的一个局部立方体区域，以所述局部立方体区域的加权质心点为中心，以所述步长的整数倍为球半径，构造一组由小至大的搜索球直至所述局部立方体区域边缘；按照球半径由小至大的顺序，依次对每个球表面及内部且不属于前一个球所包含的密集标志点进行遍历搜索；在每个球的搜索过程中，将每个密集标志点及其关于坐标原点呈中心对称的对称标志点作为一对标志点，每次只将一对标志点弓I入初始转换点集构成当前转换点集，并按照步骤(4)的方式针对当前转换点集计算误差评价指标当前值，如果计算的误差评价指标当前值小于误差评价指标初值，则将该对标志点引入转换点集而形成更新的转换点集；利用更新的转换点集，继续针对下一对标志点按照相同的方式计算误差评价指标当前值，直至该球体所包含的每个标志点结束，将该次搜索中满足要求的标志点引入到初始转换点集中而构成新转换点集作为下一个球体搜索的初始转换点集，并计算此时的误差评价指标作为下一个球体搜索的误差评价指标初值；重复上述搜索过程，直至该局部立方体区域的每个球体全部搜索完毕为止； (8)对所有局部立方体区域重复执行步骤(7)的遍历搜索操作，寻找满足步骤(7)的条件的转换标志点对，直至计算出的误差评价指标趋近或低于误差评价指标目标值，此时布设的标志点的数目以及相应的坐标位置构成最优转换点集。
2.根据权利要求I所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤⑷中，利用初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的初值的步骤包括 计算初始转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值； 计算初始转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算初始转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值； 利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第二坐标系下的坐标差值，通过最小二乘法计算旋转矩阵的初值； 根据计算的旋转矩阵的初值以及初始转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量的初值。
3.根据权利要求2所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(4)中，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算误差评价指标初值的步骤包括 将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量的初值来计算测试点集中各个测试点在第二坐标系下的计算坐标值； 计算测试点集中每一个测试点在第二坐标系下的计算坐标值与所述测试点在第二坐标系下的实际坐标值之差； 根据下列方式中的一种来计算误差评价指标初值(al)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，作为误差评价指标初值；(a2)计算所述坐标值之差的均方根误差，作为误差评价指标初值；(a3)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，并且计算所述坐标值之差的均方根误差，将所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差以及均方根误差作为误差评价指标初值。
4.根据权利要求I所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(5)中，利用密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的步骤包括 计算密集转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值； 计算密集转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算密集转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值； 利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第二坐标系下的坐标差值，通过最小二乘法计算旋转矩阵； 根据计算的旋转矩阵的初值以及密集转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量。
5.根据权利要求4所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(5)中，将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算误差评价指标目标值的步骤包括 将测试点集在第一坐标系下的坐标值代入旋转矩阵和平移矢量来计算测试点集中各个测试点在第二坐标系下的计算坐标值； 计算测试点集中每一个测试点在第二坐标系下的计算坐标值与所述测试点在第二坐标系下的实际坐标值之差； 根据下列方式中的一种来计算误差评价指标目标值(bl)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，作为误差评价指标目标值；(b2)计算所述坐标值之差的均方根误差，作为误差评价指标目标值；(b3)计算所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差，并且计算所述坐标值之差的均方根误差，将所述坐标值之差的标准差和最大绝对误差以及均方根误差作为误差评价指标目标值。
6.根据权利要求I所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(6)中，所述预定大小的空间区域的边长是立方体测量空间的边长的1/5。
7.根据权利要求6所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(6)中，如果两个或多个子立方体空间同时包含等于或大于预定百分比的转换标志点，则将所述两个或多个子立方体空间作为同一子立方体空间。
8.根据权利要求7所述的自适应标志点布局方法，其中，所述预定百分比是85%。
9.根据权利要求I所述的自适应标志点布局方法，还包括 (9)利用最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的最优值。
10.根据权利要求9所述的自适应标志点布局方法，其中，在步骤(9)中，利用最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值求解从第一坐标系到第二坐标系的旋转矩阵和平移矢量的最优值的步骤包括 计算最优转换点集的质心点在第一坐标系和第二坐标系下的坐标值，作为最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标值； 计算最优转换点集中各个标志点与基准点在第一坐标系下的坐标差值，计算最优转换点集中各个标志点与基准点在第二坐标系下的坐标差值； 利用所述第一坐标系下的坐标差值以及第二坐标系下的坐标差值，通过最小二乘法计算旋转矩阵的最优值； 根据计算的旋转矩阵的最优值以及最优转换点集在第一坐标系和第二坐标系下的基准点坐标，计算平移矢量的最优值。
全文摘要
本发明提供一种基于曲率特征加权质心点约束的自适应标志点布局方法，所述方法根据特征标志点规划布局的原则，在规定的测量空间中合理规划布局尽可能少的转换点的空间位置信息，使得这些转换点的分布情况既能满足预先给定的转换精度要求，又可以显著地提高特征标志点规划布局效率。
文档编号G01B21/00GK102661742SQ20121017443
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者吕乃光, 娄小平, 孙鹏, 燕必希, 谭启蒙 申请人:北京信息科技大学