[發明專利]一種基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法

有效

• 申請號: 202011209079.0
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112381948B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陶衛;趙輝;呂娜;崔斌;陳鋮;陳啟恒;孫逸
• 申請（專利權）人: 上海交通大學煙臺信息技術研究院;上海交通大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/13;G06V10/26;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、數據預處理：在光刀法三維重建系統中獲取原始數據，將三維空間點云分割為以幀為載體的待語義識別與表征的單元，并將所述單元保存為數據幀；所述數據幀還具有時間戳及光切法中的位移信息，所述時間戳及光切法中的位移信息作為三維空間中的z軸向基準；所述數據幀處于幀平面空間中；將各所述數據幀中的條紋劃分為至少一個待語義識別與表征的單元；

步驟2、使用深度學習卷積神經網絡進行語義分割的條紋語義分類：以各所述數據幀所含的所述單元的特征信息為輸入，利用深度學習卷積神經網絡進行語義分割，得到各所述單元的預測結果；所述預測結果包括：預測出的多個語義類別，以及所述多個語義類別中每一個語義類別所對應的表征函數；

步驟3、模糊填補：以所述條紋的單向封閉性為準則，填充任意兩個所述單元間的空白區域的語義信息，所述語義信息至少包括訓練后的神經網絡的輸出；

步驟4、語義表征：以所述條紋的所述語義信息為基準，同時結合所述數據幀所具有的空間特征向量信息，將所述語義信息與所述空間特征向量信息賦予三維空間中的各點，得到所述各點在三維空間中的語義表征信息。

2.如權利要求1所述的基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，所述幀平面空間具有光切法的最小分辨力為基準的單元厚度。

3.如權利要求1所述的基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，所述多個語義類別包括：包含直角、銳角、鈍角等三類的角特征點；直線段；包含凸曲線、凹曲線等兩類連續的分段曲線；階躍處(或近似階躍處)由于線結構光源特點顯示為漸變曲線的局部線段。

4.如權利要求1所述的基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，所述填充任意兩個所述單元間的空白區域的語義信息具體包括：在任意兩個所述單元間的模糊語義或空白語義區域內，以各所述單元所屬開區間邊界點坐標為節點，以語義表征函數為載體，使兩個所述節點以語義增長形勢相連，且在交點處做小區間內的中值濾波以實現平滑相連。

5.如權利要求4所述的基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，所述小區間的體積不超過兩個節點空間體積的5％。

6.如權利要求1所述的基于語義的激光條紋中心線提取及擬合方法，其特征在于，所述賦予三維空間中的語義表征信息具體為：將所述條紋的語義信息與三維空間坐標信息相結合，以空間聚類的形式整合，將所述語義表征信息結合對應的表征函數，得到空間語義信息。