[发明专利]一种基于点云数据的缺陷检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于点云数据的缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别对待测物的实际点云数据和待测物标准件的标准点云数据进行数据采样，得到实际采样数据和模型采样数据；

基于所述实际采样数据与所述模型采样数据进行局部姿态匹配，得到候选匹配点对；

通过约束条件对所述候选匹配点对进行筛选，得到匹配点对；

对由所述匹配点对的3D几何特征所构成的候选局部匹配姿态进行投票，得到局部匹配姿态，所述局部匹配姿态为投票数大于投票数阈值的候选局部匹配姿态；

基于所述局部匹配姿态对所述实际采样数据与所述模型采样数据进行变换，得到变换后的实际采样数据；

在所述变换后的实际采样数据中，搜索与所述模型采样数据的模型点距离最近的实际点，所述模型点与所述实际点构成最邻近点对；

计算所述最邻近点对的距离；

在所述距离大于或等于预设距离阈值的情况下，判定所述待测物有缺陷。

2.根据权利要求1所述的基于点云数据的缺陷检测方法，其特征在于，基于所述实际采样数据与所述模型采样数据进行局部姿态匹配，得到候选匹配点对，包括：

基于所述模型采样数据计算模型点对的3D几何特征，所述模型点对是所述模型采样数据中的模型点之间两两组合得到的；

建立所述3D几何特征与对应所述模型点对之间的查找表，所述查找表中包含索引值；

计算实际采样数据中实际点对的3D几何特征，所述实际点对是所述实际采样数据中的实际点之间两两组合得到的；

根据所述实际点对的3D几何特征计算所述实际点对的key值；

在所述查找表中，搜索与所述key值相同的索引值，得到候选匹配点对，其中，所述候选匹配点对在所述key值与所述索引值相同时，所述key值所对应的实际点对与所述索引值所对应的模型点对所组成的点对。

3.根据权利要求2所述的基于点云数据的缺陷检测方法，其特征在于，

通过约束条件对所述候选匹配点对进行筛选，得到匹配点对，具体包括：

所述约束条件包括第一约束条件；

通过所述第一约束条件对所述候选匹配点对进行筛选的情况，得到匹配点对，包括：

计算所述候选匹配点对中的点对距离、点对距离均值μ和点对距离标准差δ，其中所述点对距离是所述候选匹配点对中，所述实际点对中两个实际点之间的距离或所述模型点对中两个模型点之间的距离；

将所述点对距离大于μ+3δ的所述候选匹配点对剔除，所述点对距离小于或等于μ+3δ的所述候选匹配点对即为所述匹配点对。

4.根据权利要求1所述的基于点云数据的缺陷检测方法，其特征在于，

当所述待测物有缺陷时，计算所述标准点云数据的平面法向量与所述最邻近点对的向量；

根据所述最邻近点对的向量方向与所述平面法向量的方向是否一致判断缺陷类型：

在所述最邻近点对的向量方向与所述平面法向量的方向一致的情况下，判定所述缺陷为凹缺陷；

在所述最邻近点对的向量方向与所述平面法向量的方向不一致的情况下，判定所述缺陷为凸缺陷。

5.根据权利要求2所述的基于点云数据的缺陷检测方法，其特征在于，

所述索引值的计算方法包括以下步骤：

从所述模型采样数据的3D几何特征选取三个3D几何特征：点对距离、曲率特征、法线差异角度；

将所述三个3D几何特征分别进行维度划分：将所述点对距离等分得到S,将所述曲率特征等分得到p₁、p₂、p₃、p₄，将法线差异角度等分得到T；

计算每个所述模型点对的3D几何特征(s，p₁，p₂，p₃，p₄，t)所对应的索引值的公式为：

式中，s表示点对距离，p表示曲率特征，t表示法线差异角度，表示取下整。