[發明專利]一種基于三維特征描述子的機翼叉耳點云分割方法有效
| 申請號： | 202010370281.5 | 申請日： | 2020-04-30 |
| 公開（公告）號： | CN111563904B | 公開（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發明（設計）人： | 汪俊;和曉歌;謝乾 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06T7/11 | 分類號： | G06T7/11;G06K9/62;G06T17/00 |
| 代理公司： | 南京鐘山專利代理有限公司 32252 | 代理人： | 王磊 |
| 地址： | 210016 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 三維 特征 描述 機翼 叉耳點云 分割 方法 | ||
本發明公開了一種基于三維特征描述子的機翼叉耳點云分割方法，包括以下步驟：采集機翼信息，獲取機翼點云數據集；根據叉耳CAD模型采樣獲取點云數據作為模板點云M，對模板點云M計算三維特征描述子m；將機翼點云數據集進行隨機采樣得到采樣集I1；選取采樣點i，尋找采樣點i的鄰域k，并計算全部點的三維特征描述子ni；分別度量三維特征描述子m和ni的相似性，并設置閾值ε，篩選大于閾值ε的點云數據；得到新的點云數據集并對其聚類，得到多個聚類點云；將每個聚類點云的三維特征描述子ni和模板點云的三維描述子m對比，篩選出差異大的異常點聚類；濾除異常點聚類，得到分割后的叉耳點云數據。本發明可以得到準確的叉耳數據，大大提高了機翼裝配的精確度。
技術領域
本發明屬于三維模型技術領域，具體涉及一種基于三維特征描述子的機翼叉耳點云分割方法。
背景技術
飛機大部件對接是飛機總裝配的重要組成部分，主要包含翼身對接、垂尾對接等。其中，翼身對接的約束關系最為復雜，機翼承受的載荷也最大，對接質量直接影響飛機的飛行安全和使用壽命。
機翼與中央翼對接時，機翼大梁耳片與輪艙支臂為叉耳配合，通過一個螺栓連接。在飛機翼身對接過程中，叉耳式交點接頭會導致裝配變形。因此，在裝配前需分割出叉耳，確定叉耳的位置再裝配就會大大減少裝配的工作量和精度。可以利用飛機數字化裝配系統中的測量設備對待裝配產品實際狀態進行信息采集，達到對裝配過程進行仿真計算和預測裝配結果的目的。
目前，現有技術還沒有針對叉耳分割提成直接的解決方案，因此叉耳的快速有效分割，減少裝配變形等問題，尚未提出有效的解決方案。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于三維特征描述子的機翼叉耳點云分割方法。
為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：
一種基于三維特征描述子的機翼叉耳點云分割方法，其中包括以下步驟：
步驟S1：采集機翼信息，獲取機翼點云數據集；
步驟S2：根據叉耳CAD模型采樣獲取叉耳點云數據作為模板點云M，對模板點云M計算其三維特征描述子m；
步驟S3：將機翼點云數據集進行隨機采樣，得到采樣集I1；
步驟S4：選取采樣集中的采樣點i，尋找采樣點的特定鄰域k，將采樣點和特定鄰域k組成預測點云I，并計算預測點云I中的三維特征描述子ni；
步驟S5：分別度量三維特征描述子m和ni的相似性，并設置閾值ε，篩選大于閾值ε的點云數據；得到新的點云數據集并對其聚類，得到多個聚類點云；
步驟S6：將每個聚類點云的三維特征描述子ni和模板點云的三維特征描述子m對比，篩選出差異大的異常點聚類；
步驟S7：濾除異常點聚類，得到分割后的叉耳點云數據。
為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
進一步地，步驟S2中，計算模板點云M的三維特征描述子m具體為：
通過邊緣檢測算子獲取輪廓邊緣，對輪廓邊緣采樣得到一組離散的點集X＝{x1，x2，x3，...，xj}；
以其中任意一點xi為參考點，在xi為圓心、R為半徑的局域內按對數距離間隔建立a個同心圓，將此區域沿圓周方向b等分，點xi到其它參考點的向量相對位置簡化為模板點云上各扇區內的點分布數；分析其它參考點的形狀上下文特征hi(k)，計算公式為：
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