[發明專利]一種基于三維點云的墻面靠尺檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201911135048.2
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110823077A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張富濤;曾翔;楊煉
• 申請（專利權）人: 廣東博智林機器人有限公司
• 主分類號: G01B5/28
• 分類號: G01B5/28
• 代理公司: 北京麥寶利知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11733
• 代理人: 趙艷紅

本發明的一種基于三維點云的墻面靠尺檢測方法，包括：采集包含完整待測墻面的三維點云數據并進行預處理；從預處理后的數據中提取待測墻面數據，并建立新坐標系；根據測量位置和角度需求，計算出靠尺的端點位置，獲取所有靠尺的位姿并對靠尺位姿自動調整；在新坐標系下，在待測墻面上與靠尺相應區域截取點云，擬合點云后獲取靠尺初始位姿并檢測靠尺區域的凸包區域，獲取靠尺的最優位姿。本發明還公開了一種基于三維點云的墻面靠尺檢測系統。本發明能檢測靠尺的準確位置，利用該靠尺可實現墻面的平整度測量，測量結果精度高，誤差小，且不受任何主觀因素的影響，避免人工測量的局限性，置信度較高。

技術領域

本發明涉及一種墻面靠尺檢測方法及系統，具體涉及一種基于三維點云的墻面靠尺檢測方法及系統。

背景技術

在建筑施工階段，實測實量通過對施工現場的實體測試，并及時反饋產品的質量狀態，以便于項目管理者及時改進施工工藝。而目前實測實量仍然沿用相對老舊的數據采集方式，墻面的平整度測量都是由實測實量人員使用2米靠尺去衡量。

由于作業效率的限制，人工只能對測量部分點位進行數據采集，采樣率較低，而且作業人員大都是僅憑感覺去衡量墻體表面的平整度，而未嚴格采用楔形塞尺來組合測量。因此，針對人工測量的各種弊端，以及在整個實測實量階段，墻面平整度的測量工作量最大，測量最為繁瑣的問題，有必要根據視覺傳感器完成墻面平整度的自動測量。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種基于三維點云的墻面靠尺檢測方法，包括：

步驟1，采集包含完整待測墻面的三維點云數據，并對這些三維點云數據進行預處理；

步驟2，從預處理后的三維點云數據中提取待測墻面數據，并以待測墻面任意一角角為原點，并以待測墻面的垂直和水平方向為坐標軸方向，建立新的坐標系；

步驟3，在新的坐標系下，根據測量位置和角度需求，計算出每個靠尺的端點位置，獲取所有靠尺的位姿，并對靠尺的位姿進行自動調整；

步驟4，在新坐標系下，對步驟3所獲取的每個靠尺，分別在待測墻面上的相應區域截取點云，擬合點云后獲取靠尺的初始位姿并檢測靠尺區域的凸包區域，獲取靠尺的最優位姿。

作為本發明進一步的改進，步驟1中的預處理方法具體為：對三維點云數據進行降采樣處理，再對降采樣后的數據進行濾波去噪，剔除數據中的離群點，去除環境噪聲，并裁剪感興趣區域ROI。

作為本發明進一步的改進，所述步驟2的方法為：提取預處理后的三維點云數據中所有的平面，根據各平面的方向對平面點云進行分類，從分類后的點云中提取建筑數據和干擾數據，通過地面數據對建筑數據進行方向校正后提取待測墻面數據，并獲取待測墻面的原點。

作為本發明進一步的改進，所述步驟2具體包括：

步驟201，對預處理后的三維點云數據進行平面分割，提取出所有的平面點云，并進行平面擬合獲取方向信息，同時計算點云自身的主方向和最小包圍盒尺寸；

步驟202，根據平面方向，對所有的平面點云進行分類，獲取多組不同方向的點云數據；

步驟203，對不同方向的點云數據進行篩選，提取出兩兩垂直的三組平面作為建筑自身數據，過濾掉其他方向的干擾數據；

步驟204，根據視覺傳感器采集數據的方向和拍攝角度，篩選出與地面平行且包含地面的平面數據集Set1，依據所述視覺傳感器的坐標方向，提取出地面點云數據F1，并計算出地面點云數據F1的傾斜角度，將所有墻面和柱面的點云數據旋轉校準到與世界坐標系垂直的方向；