[发明专利]一种三维点云的剔除方法、装置及检测系统

权利要求书

1.一种三维点云的剔除方法，其特征在于，所述方法包括：

根据线性采集的三维点云数据，按照加工工件表面俯视图所在平面中与线性采集方向垂直方向进行数据切片，获得多个切片数据组；

针对每个切片数据组，构造分割标准向量，并根据所述分割标准向量从每个切片数据组中筛选获得初筛后的气膜孔孔壁点云数据；

根据所述初筛后的孔壁点云数据进行圆柱拟合，获得气膜孔的初始轴线；

根据所述初始轴线计算旋转矩阵，其中，所述旋转矩阵用于表示将所述初始轴线进行旋转并使得与所述加工工件表面俯视图所在平面的垂直轴平行；

利用所述旋转矩阵将所述初筛后的孔壁点云数据进行坐标变换，并筛选气膜孔孔口点云数据；

从所述初筛后的孔壁点云数据中剔除与所述气膜孔孔口点云数据在设定的距离阈值内的点云数据，以获得最终的气膜孔孔壁点云数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据线性采集的三维点云数据，按照加工工件表面俯视图所在平面中与线性采集方向垂直方向进行数据切片，获得多个切片数据组，包括：

以加工工件表面俯视图构建平面坐标系，以点云数据的线性采集方向为X轴正方向，按照Y轴坐标值将采集到的点云数据进行切片，获得多个所述切片数据组。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个切片数据组，构造分割标准向量，并根据所述分割标准向量从每个切片数据组中筛选获得初筛后的气膜孔孔壁点云数据，包括：

对于每个切片数据组，执行以下步骤：

将所述切片数据组中，根据沿线性采集方向处于起始位置和终止位置的设定数目的点云数据坐标构建分割标准向量；

将所述切片数据组中除处于起始位置和终止位置的设定数目的点云数据以外的其他点云数据坐标与所述分割标准向量的顶点中的较远之一建立对应的平面向量；

按照所述平面向量与所述分割标准向量之间的夹角确定加工工件表面的点云数据；

根据所述其他点云数据中除加工工件表面的点云数据之外的剩余点云数据对应的平面向量以及所述分割标准向量构建待评估向量；

按照所述待评估向量旋转至所述分割标准向量的旋转轴的方向，从所述剩余点云数据中筛选获得所述初筛后的气膜孔孔壁点云数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初筛后的孔壁点云数据进行圆柱拟合，获得气膜孔的初始轴线，包括：

设定圆柱模型参数；

根据所述初筛后的孔壁点云数据坐标建立圆柱模型参数的初始值；

基于圆柱模型方程建立基于模型参数的误差方程；

根据所述圆柱模型参数的初始值以及所述误差方程，利用最小二乘原理迭代获得满足设定精度要求的圆柱模型参数估计值；

从所述圆柱模型参数估计值中确定所述气膜孔的初始轴线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述旋转矩阵将所述初筛后的孔壁点云数据进行坐标变换，并筛选气膜孔孔口点云数据，包括：

将所述初筛后的孔壁点云数据按照所述旋转矩阵进行坐标变换，使得对应变换后的孔壁点云数据的坐标垂直于所述加工工件表面俯视图所在平面；

以所述初始轴线为圆心，将圆周角度进行n等分，并在每个等分角度对应的变换后的孔壁点云数据中，筛选垂直于所述加工工件表面俯视图所在平面的Z轴坐标值最大的孔壁点云数据为气膜孔孔口点云数据。