[發(fā)明專利]基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110200442.0
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN112819870B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國(guó)棟;王鵬;樊鈺琳;王振華;孫立寧;丁梓豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T7/13
• 代理公司: 北京庚致知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李曉輝;李偉波

本公開提供一種基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其包括：將待測(cè)工件安裝在二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，全尺寸掃描設(shè)備設(shè)置于所述待測(cè)工件的正上方；全尺寸掃描設(shè)備定位于待測(cè)工件的角部，控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)，所述全尺寸掃描設(shè)備掃描待測(cè)工件，獲得待測(cè)工件的邊緣原始點(diǎn)云；控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)一預(yù)設(shè)距離，然后控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)，直至完成整個(gè)待測(cè)工件的掃描，獲取多片中部原始點(diǎn)云；計(jì)算該邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)和中部原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)；以及以邊緣原始點(diǎn)云為基準(zhǔn)點(diǎn)云，根據(jù)邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及中部原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)將邊緣原始點(diǎn)云和中部原始點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，獲得待測(cè)工件的完整點(diǎn)云信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

點(diǎn)云配準(zhǔn)過(guò)程，就是求一個(gè)兩個(gè)點(diǎn)云之間的旋轉(zhuǎn)平移矩陣，將源點(diǎn)云變換到目標(biāo)點(diǎn)云相同的坐標(biāo)系下。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的點(diǎn)云在配準(zhǔn)的過(guò)程中，均需要進(jìn)行大量的復(fù)雜運(yùn)算，已達(dá)到精確匹配的目的。但是，當(dāng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，也需要通過(guò)上述計(jì)算過(guò)程實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云配準(zhǔn)，整個(gè)運(yùn)算過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題之一，本公開提供了一種基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其包括：

將待測(cè)工件安裝在二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，全尺寸掃描設(shè)備設(shè)置于所述待測(cè)工件的正上方；

全尺寸掃描設(shè)備定位于待測(cè)工件的角部，控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)，所述全尺寸掃描設(shè)備掃描待測(cè)工件，獲得待測(cè)工件的邊緣原始點(diǎn)云；

控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)一預(yù)設(shè)距離，然后控制二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)，直至完成整個(gè)待測(cè)工件的掃描，獲取多片中部原始點(diǎn)云；

計(jì)算該邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)和中部原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)；以及

以邊緣原始點(diǎn)云為基準(zhǔn)點(diǎn)云，根據(jù)邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及中部原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)將邊緣原始點(diǎn)云和中部原始點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，獲得待測(cè)工件的完整點(diǎn)云信息。

根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施方式的基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，所述全尺寸掃描設(shè)備設(shè)置于Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，以通過(guò)Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將全尺寸掃描設(shè)備與待測(cè)工件之間設(shè)置預(yù)定的間隔距離。

根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施方式的基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，所述全尺寸掃描設(shè)備包括光譜共焦位移傳感器，以通過(guò)所述光譜共焦位移傳感器獲取所述待測(cè)工件的曲面部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施方式的基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，所述待測(cè)工件通過(guò)一維轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝于所述二維水平運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并且所述一維轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述X軸和Y軸所形成的平面平行。

根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施方式的基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，計(jì)算該邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)包括：

獲取邊緣原始點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；

遍歷邊緣原始點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)，記錄每個(gè)點(diǎn)的X坐標(biāo)，獲取所有點(diǎn)中的X坐標(biāo)的最大值Xmax和最小值Xmin，則邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)X坐標(biāo)Xe為：Xmin+(Xmax-Xmin)/2；記錄每個(gè)點(diǎn)的Y坐標(biāo)，獲取所有點(diǎn)中的Y坐標(biāo)的最大值Ymax和最小值Ymin，則邊緣原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)Y坐標(biāo)Ye為：Ymin+(Ymax-Ymin)/2。

根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施方式的基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，計(jì)算中部原始點(diǎn)云的中心點(diǎn)坐標(biāo)包括：

獲取中部原始點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；