[发明专利]一种基于投影图与图像分割的点云圆孔提取方法

权利要求书

1.一种基于投影图与图像分割的点云圆孔提取方法，其特征在于，该点云圆孔提取方法包括以下步骤：

S1、获取待检测物体的点云；

S2、对点云进行滤波去噪处理后中心化到原点得到原始点云；

S3、将原始点云按照要提取圆孔的轴方向二维投影形成热力图；

S4、将热力图按照像素的范围进行切片处理分割出多张切片图；

S5、对每张切片图进行canny边缘检测与hough圆拟合处理提取出所有拟合的圆；

S6、将提取出所有拟合的圆按照半径和圆心进行聚类处理提取出所有符合要求的圆；

S7、将所有符合要求的圆重新三维映射到原始点云上即可提取出点云的圆孔，提取出的点云圆孔即为点云的圆柱面。

2.根据权利要求1所述的点云圆孔提取方法，其特征在于：在步骤S2中，对点云进行滤波去噪处理后中心化到原点得到原始点云的具体过程包括以下步骤：

S21、根据空间点半径范围临近点数量对点云进行滤波处理得到若干点云；

S22、对滤波处理后的若干点云分别计算其每一个点云在三维坐标（x，y，z）三个方向的平均值得到点云中心C；

S23、将点云的坐标点减去点云中心C的坐标点完成中心化到原点。

3.根据权利要求1所述的点云圆孔提取方法，其特征在于：在步骤S3中，将原始点云按照要提取圆孔的轴方向二维投影形成热力图的具体过程包括以下步骤：

S31、选定一个点云中圆孔的轴方向将整个原始点云旋转使其轴方向对齐坐标系的Z方向形成点云；

S32、依据投影点云的规模，在X、Y平面上按照x轴和y轴方向划分个格子；

S33、对点云中的每个点进行投影；

S34、计算每个格子的热力值；

S35、将热力值映射成热力图。

4.根据权利要求1所述的点云圆孔提取方法，其特征在于：在步骤S4中，将热力图按照像素的范围进行切片处理分割出多张切片图的具体过程包括以下步骤：

S41、将热力图H的像素值范围划分为10个区间；

S42、将属于该区间的所有像素分割出来重新组成一张热力图，对热力图没有像素的地方用白色填充；

S43、从热力图H中提取RGB像素值范围为[200,20,20]~[255,0,0]像素的热力图H即为分割出的切片图。

5.根据权利要求1所述的点云圆孔提取方法，其特征在于：在步骤S5中，对每张切片图进行canny边缘检测与hough圆拟合处理提取出所有拟合的圆的具体过程包括：

S51、对每张热力图采用canny边缘检测方法提取出所有边缘形成边缘检测图；

S52、对每张边缘检测图采用hough圆拟合的方法拟合出所有圆。

6.根据权利要求1所述的点云圆孔提取方法，其特征在于：在步骤S6中，将提取出所有拟合的圆按照半径和圆心进行聚类处理提取出所有符合要求的圆的具体过程包括以下步骤：

S61、对所有拟合的hough圆的参数进行DBScan聚类分析得到每个聚类的簇；

S62、计算每个簇内的拟合的hough圆的参数的平均圆心和平均半径。