[发明专利]一种点云圆孔几何参数测量方法、装置及系统

说明书

本发明涉及三维点云的测量和检测技术领域，解决了目前仍是采用人工比对的方式去进行测量点云圆孔几何参数的技术问题，尤其涉及一种点云圆孔几何参数测量方法，包括以下步骤：S1、获取待测物体表面三维点云数据，使用三维激光扫描仪采集待测物体表面信息，生成高精度的表面完整的三维点云数据；S2、对上述所获取的三维点云数据进行预处理得到全局点云。本发明达到了自动完成测量点云圆孔几何参数的目的，能够实现脱离人的干预，自主完成各种场景中点云圆孔特征的几何参数测量，同时提高三维点云的测量和检测效率，降低人为干预所产生的误差率，因此在三维检测中具有重要意义。

技术领域

本发明涉及三维点云的测量和检测技术领域，尤其涉及一种点云圆孔几何参数测量方法、装置及系统。

背景技术

近些年来，随着激光雷达和三维扫描技术的发展和普及，该技术被广泛应用于各种领域，受益于这些技术的发展，基于三维点云的数字化智能检测技术运用而生，数字化检测主要采用非接触式测量，不会对被测表面造成变形以及受损等问题，而且可以获得待检测物体的完整三维数据。而我们生活在一个三维空间中，基于待检测物体的三维点云毫无疑问能更充分描述物体在三维空间中的形貌状态，目前的三维点云检测技术，已经具有足够的检测精度和检测效率，能满足很多场景检测的众多需求，发挥越来越重要的作用。

目前基于三维检测，最大的问题就是仍通过人工比对的方式去进行测量点云圆孔的几何参数，而圆孔特征在各种场景中都广泛存在，实际检测需求中，也有大量需要检测的圆孔特征的场景，因此无法达到完全脱离人干预的地步。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种点云圆孔几何参数测量方法、装置及系统，解决了目前仍是采用人工比对的方式去进行测量点云圆孔几何参数的技术问题，达到了自动完成测量点云圆孔几何参数的目的，能够实现脱离人的干预，自主完成各种场景中点云圆孔特征的几何参数测量，同时提高三维点云的测量和检测效率，降低人为干预所产生的误差率，因此在三维检测中具有重要意义。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种点云圆孔几何参数测量方法，包括以下步骤：

S1、获取待测物体表面三维点云数据，使用三维激光扫描仪采集待测物体表面信息，生成高精度的表面完整的三维点云数据；

S2、对上述所获取的三维点云数据进行预处理得到全局点云；

S3、采用切片法对全局点云进行分割，对分割后的全局点云压缩到一个平面内构成切片平面点云集合；

S4、计算每个切片点在切片平面点云集合内的曲率中心聚类并作为圆的中心，通过曲率中心反向验证每个切片点是否为来自孔内壁点云；

若每个切片点均来自孔内壁点云，则直接进入步骤S6，若存在若干切片点不是来自孔内壁点云，则进入下一步；

S5、将验证不是来自孔内壁点云的若干切片点进行连通性聚类计算，将若干切片点相对应的切片平面点云集合进行逆压缩，找到与其对应的三维点形成三维点云，即孔的内壁点云；

S6、对孔内壁点云进行参数化计算得出圆孔几何参数。

进一步地，在步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21、步骤S1得到的三维点云数据存在少量噪声点云，采用离群点滤波的方法对三维点云数据中包含的噪声点云数据进行滤波，点云的分辨率为R，对于点云中的一点P，取5×R半径范围的邻域，邻域点的个数设置为N个，则5×R半径范围内邻点数少于N个的点被滤除；

S22、将滤波后的三维点云数据中的点云进行旋转后得到全局点云。

进一步地，在步骤S3中，具体包括以下步骤：

S31、采用切片法对全局点云进行分割形成若干切片，将全局点云完整分割进各个切片中，切片的方向根据点云中孔在空间中的走向确定；