[發明專利]一種復雜物體點云提取圓的方法及掃描裝置

有效

• 申請號: 201911355611.7
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111127312B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 梁小宇;張巖松;李明桁
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;F16M11/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對復雜物體點云進行可視化，人工選取切片參考平面的數據點，利用平面擬合的方法獲得參考切片平面的特征向量；

S2、利用兩個間距為的切片平面對復雜物體點云進行切片，獲得三維切面點云，其中兩個切片平面分別與參考切片平面平行；且兩個切片平面的間距為點云密度的倍數；

S3、采用投影法將三維切面點云轉換為二維切面點云；

S4、根據二維切面點云提取圓并計算圓參數；

所述步驟S1中平面擬合方法為總體最小二乘法，參考切片平面的特征向量滿足：

（1）

其中，為平面方程系數，為常數項；

所述步驟S4中的根據二維切面點云提取圓的步驟如下：

S41、將二維切面點云平移到第一象限中；

S42、對二維切面點云數據進行取整處理；

S43、對取整處理后的二維切面點云數據進行霍夫變換，初步計算圓參數；

S44、根據初步計算的圓參數，獲取圓的原始二維切面點云；

S45、根據獲取的圓的二維切面點云，利用最小二乘法進行圓擬合，并計算圓參數。

2.根據權利要求1所述的復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于，所述點云密度的計算過程為：

S21、隨機選取復雜物體點云中的n個點，記為點；

S22、對于選取的任一點，在復雜物體點云內搜索與距離最近的m個點，并分別計算m個點到的距離；

S23、計算點云密度，計算公式為：

（2）

其中，為點云密度，為隨機選取的第i個點與距離該點最近的m個點中第k個點之間的距離。

3.根據權利要求1所述的復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于，所述步驟S4中的圓參數包括圓心和半徑。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于,?復雜物體點云通過復雜物體點云掃描裝置掃描獲得，該復雜物體點云掃描裝置包括底座，所述底座上設置有旋轉機構、控制機構和支撐桿，所述支撐桿上設置有雙目相機機構，所述旋轉機構和雙目相機機構均與所述控制機構連接。

5.根據權利要求4所述的復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于，所述雙目相機機構包括安裝架和雙目相機，二者之間通過舵機連接，所述安裝架固定于所述支撐桿上，安裝高度可以調節，所述舵機與所述控制機構連接。

6.根據權利要求4所述的復雜物體點云提取圓的方法，其特征在于，所述旋轉機構包括旋轉模塊和驅動模塊，所述旋轉模塊包括旋轉平臺，所述旋轉平臺下方中心設置有轉動軸，所述轉動軸上設置有從動輪，所述轉動軸通過軸承固定與所述底座上，所述驅動模塊包括電機，所述電機固定與所述底座上，其輸出軸上設置有主動輪，所述主動輪通過皮帶和所述從動輪連接。

7.一種計算機存儲介質，其特征在于，其內存儲有可被計算機處理器執行的計算機程序，該計算機程序執行如權利要求1-3中任一項所述的復雜物體點云提取圓的方法。