[发明专利]一种面向焊板点云处理的离群点去除方法

权利要求书

1.一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取待处理的焊板点云图像；

步骤S2，分割焊板平面并分别拟合焊板平面方程；

步骤S3，依据焊板平面方程确定焊板的理论交线的位置，并依据理论交线的位置和焊板点云图像中的各点的坐标，判断各点所属的焊板平面；

步骤S4，确定各点到其所属的焊板平面的距离，设定距离阈值和处理范围，若距离小于阈值，则保留该点，否则认定为离群点并删除。

2.根据权利要求1所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，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所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，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所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用主成分分析方法将获取到的所述焊板点云的三维图像数据降维成一维信息，提取关键特征并获得焊板点云特征值，依据焊缝处与所述焊板点云特征值的差异分割出两块焊板平面，并采用最小二乘法分别拟合焊板平面方程ax+by+cz+d＝0，其中a，b，c，d为组成焊板平面的四个参数。

5.根据权利要求4所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，其特征在于，所述焊板点云的降维具体包括以下步骤：

步骤S21：依据焊缝宽度选择段数，将整个焊板点云沿x方向分段；

步骤S22：确定焊板点云每一段的特征向量E及对应的特征值Λ，并得到每一段的最大特征值占比；

步骤S23：设有m条n′维数据，将原始数据n′行m列矩阵X，将特征向量E按对应的特征值Λ的大小从上到下按行排列成矩阵N，取矩阵N的前j行组成矩阵P，即可获得降维后的数据Y＝PX。

6.根据权利要求4所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，其特征在于：所述步骤S3中，沿焊缝方向将整个焊板点云分为k段，每段长度为len，则第i段中理论特征点处yi值为

，从而得到理论交线的位置，建立分割后的两个焊板平面方程分别为

a₁x+b₁y+c₁z+d₁＝0

a₂x+b₂y+c₂z+d₂＝0

从而确定第i段中的理论特征点的xi，zi值为

，根据理论交线得到的焊板分割线位置和各点坐标，判断各点所属的焊板平面。

7.根据权利要求1所述的一种面向焊板点云处理的离群点去除方法，其特征在于：所述步骤S4，所述距离阈值为焊缝宽度的两倍，所述处理范围为排除理论交线附近的点的焊板点云所在区域。