[发明专利]一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法

权利要求书

1.一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取待修复的焊板点云的图像；

步骤S2，创建点云包围框，识别焊板点云的边界，采用一个二维包围框将所述焊板点云完全包围；

步骤S3，计算点云密度，将所述二维包围框划分为多个栅格，所述栅格的大小与焊板点云的密度相同；

步骤S4，根据所述焊板点云，拟合焊板平面方程，并根据所述栅格的编号将所述栅格与焊板对应；

步骤S5，遍历所述焊板点云中的点，根据点的坐标将所述点划分至对应的所述栅格中；

步骤S6，遍历所述栅格，当栅格为非空时，不需要补点，当栅格为空时，则在栅格中补点。

2.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S1中，将轮廓扫描仪安装在移动平台上，控制移动平台沿焊缝匀速移动，从而带动轮廓扫描仪的传感器扫描获取数据，并转换成所述焊板点云的图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：通过将轮廓扫描仪的激光长度l，数据列数n，轮廓扫描仪的采样频率f以及移动平台的运动速度v代入下列公式计算，从而标定焊板点云中两点之间x，y坐标的实际距离，将轮廓扫描仪的传感器扫描获取数据转换成所述焊板点云的图像，

y_step＝v·f

其中，x_step,y_step表示两点之间x，y坐标的实际距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过计算整个焊板点云x，y方向的最值，确定所述二维包围框的四个角点，从而创建点云包围框。

5.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S3中，通过K近邻方法，采用下列公式计算各点到其近邻点的平均距离，从而估算点云密度，

其中，表示点云平均密度，d_p表示点p到其他点的最小距离。

6.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S4中，采用最小二乘法来拟合焊板平面方程，拟合结果包括描述平面的四个系数a，b，c，d，所述焊板平面方程的形式为ax+by+cz+d＝0，通过焊板平面方程计算两块焊板的分割线的位置，并根据分割线的位置和栅格的编号判断栅格所对应的焊板。

7.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S5中，根据点的坐标和栅格的编号，按照下列公式将所述点划分至所述栅格中，

其中，x_grid和y_grid表示点所属的栅格的x和y编号，x_min,y_min表示整个焊板点云的有效点的x，y最小坐标值，size为所述栅格的大小。

8.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据下列公式计算需要补的点的坐标x，y，z，

x＝(x_grid+0.5)*size+x_min

y＝(y_grid+0.5)*size+y_min