[發(fā)明專(zhuān)利]一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111034042.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113744245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘豐;程麒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T7/136;G01N21/88
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 許燕萍

1.一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：在結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋點(diǎn)云中篩選出曲率特征豐富的候選焊縫點(diǎn)；

S2：分割結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋的底板平面及與其相交的兩個(gè)側(cè)板平面，并擬合其平面方程；

S3：以步驟S2中得到的平面方程作為約束，從曲率特征豐富的候選焊縫點(diǎn)中篩選出最終的有效焊縫點(diǎn)，完成結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位。

2.如權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：

通過(guò)建立結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋點(diǎn)云的鄰域數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用協(xié)方差分析法對(duì)點(diǎn)云中點(diǎn)的鄰域曲率進(jìn)行估計(jì)，構(gòu)建點(diǎn)云中每個(gè)點(diǎn)鄰域協(xié)方差矩陣；

以協(xié)方差矩陣的最小特征值作為鄰域曲率的估計(jì)值，并設(shè)置曲率閾值；

篩選出所有鄰域曲率大于閾值的點(diǎn)，即為曲率特征豐富的候選焊縫點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法，其特征在于：所述步驟S2具體為：

基于隨機(jī)采樣一致性的平面分割算法，通過(guò)隨機(jī)采樣的方式得到采樣平面，將符合采樣平面內(nèi)點(diǎn)數(shù)目閾值的平面內(nèi)點(diǎn)從原始點(diǎn)云集合中提取出來(lái)，擬合新的有效平面；

當(dāng)提取出底板平面和與其相交的兩個(gè)側(cè)板平面后，點(diǎn)云集合中的點(diǎn)數(shù)不滿(mǎn)足最小點(diǎn)數(shù)的要求，則終止算法，并得到三個(gè)有效平面參數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法，其特征在于：所述步驟S3具體為：

結(jié)合步驟S2得到的平面方程為約束，對(duì)候選焊縫點(diǎn)進(jìn)行再次篩選；

計(jì)算候選焊縫點(diǎn)到底板平面及與其相交的兩個(gè)側(cè)板平面的各自距離，當(dāng)候選焊縫點(diǎn)滿(mǎn)足到底板平面的距離小于3mm且到側(cè)板平面的距離小于1mm時(shí)，為有效焊縫點(diǎn)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)云中的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋焊縫定位方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括以下步驟：

S101：結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋點(diǎn)云的所有三維點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)云集合D₀，點(diǎn)云集合D₀的三維點(diǎn)總數(shù)為n₀，P_i表示點(diǎn)集合D₀中的第i個(gè)三維點(diǎn)，X_i表示三維點(diǎn)P_i的X軸坐標(biāo)，Y_i表示三維點(diǎn)P_i的Y軸坐標(biāo)，Z_i表示三維點(diǎn)P_i的Z軸坐標(biāo)，i＝1,2,…,n₀；建立點(diǎn)云的k鄰域數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)置鄰域點(diǎn)數(shù)為k，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置篩選曲率特征的閾值為λ_th，令i＝0，n₁＝0；

S102：令i＝i+1；搜索點(diǎn)云集合D₀中距離三維點(diǎn)P_i最近的k個(gè)點(diǎn)，記為P_i,j，j＝1,2,…,k，作為三維點(diǎn)P_i的k鄰域點(diǎn)；

S103：根據(jù)三維點(diǎn)P_i的k鄰域點(diǎn)構(gòu)建鄰域協(xié)方差矩陣C_i為：

其中，X_i,j、Y_i,j、Z_i,j分別表示三維點(diǎn)P_i,j的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)，j＝1,2,…k；對(duì)矩陣C_i進(jìn)行SVD分解，得到矩陣C_i的最小特征值為λ_i，以λ_i為三維點(diǎn)P_i的鄰域曲率估計(jì)值；

S104：判斷λ_i＞λ_th是否成立，若成立則將此三維點(diǎn)P_i作為候選焊縫點(diǎn)，令n₁＝n₁+1，

S105：判斷i＜n₀是否成立，若成立則轉(zhuǎn)到步驟S102；若不成立則得到n₁個(gè)候選焊縫點(diǎn)P_u′，u＝1,2,…n₁，候選焊縫點(diǎn)的總數(shù)為n₁。