[發明專利]一種基于KNN-ICP算法的自由曲面定位方法在審
| 申請號： | 202010748896.7 | 申請日： | 2020-07-30 |
| 公開（公告）號： | CN111882614A | 公開（公告）日： | 2020-11-03 |
| 發明（設計）人： | 閔康;戴振東;段晉軍 | 申請（專利權）人： | 南京溧航仿生產業研究院有限公司 |
| 主分類號： | G06T7/73 | 分類號： | G06T7/73;G06F30/20;G06F17/16;G06N3/04 |
| 代理公司： | 南京擎天知識產權代理事務所(普通合伙) 32465 | 代理人： | 涂春春 |
| 地址： | 211299 江蘇省南*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 knn icp 算法 自由 曲面 定位 方法 | ||
1.一種基于KNN-ICP算法的自由曲面定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）利用機器人，對曲面進行采點，獲得實際測量點云數據；
（2）根據加工公差，對曲面的CAD模型進行離散，生成理論目標點云數據；
（3）利用KNN算法，計算實際測量點云中每個數據點在上的最近點和對應的最短距離，其中表示迭代次數，初始情況,；設為給定的迭代終止精度，若，則轉到步驟（5），否則轉到步驟（4）；
（4）采用四元數法，計算旋轉矩陣和平移矩陣，得到新的測量點云位置=，，使得當前測量點云逼近，并返回步驟（3）；
（5）終止迭代，并輸出工件相對于機器人的工件坐標系。
2.根據權利要求1所述的基于KNN-ICP算法的自由曲面定位方法，其特征在于，步驟（1）中，機器人對自由曲面采點，獲得的點云數據數量，且。
3.根據權利要求1所述的基于KNN-ICP算法的自由曲面定位方法，其特征在于，步驟（4）中采用四元數法，計算旋轉矩陣和平移矩陣，假設實際測量點集和理論目標點集分別為和，旋轉矩陣為，平移矩陣為，則具體計算步驟為：
(4.1) 計算點集和的中心和，并進行中心化處理：
(4.2) 根據中心化后的數據點集，計算協方差矩陣，并通過協方差矩陣構造正定矩陣：
(4.3) 計算出正定矩陣N的特征值，其中對應最大特征值的特征向量對應著旋轉四元數為：
(4.4) 用旋轉四元數 表示旋轉矩陣R為：
(4.5) 根據，計算平移矩陣。
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