[发明专利]基于点云模型的互感器接线端子定位位姿获取方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于点云模型的互感器接线端子定位位姿获取方法及系统，该方法步骤包括：S1）采集数据并生成点云模型；S2）对点云模型进行预处理得到理想目标点云模型；S3）获取理想目标点云模型各个表面区域；S4）求解得到各个表面区域的法向量估计；S5）根据各个表面区域的法向量估计，确定接线端子包围盒主轴方向并生成接线端子最优包围盒；S6）计算接线端子最优包围盒在机器人基坐标系下的坐标姿态和中心点空间坐标，得到接线端子定位位姿。本发明能够有效地对不同情况下的接线端子进行定位位姿获取，能够满足各种定位要求，具有较高的精度和较好的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于点云模型的互感器接线端子定位位姿获取方法及系统。

背景技术

目前，互感器是电力系统中担负测量、计量、保护等功能的电力设备，其接线端子作为重要的连接部分，长期暴露在复杂糟糕的室外环境中，非常容易发生损坏，更加需要定期的维护和检修。传统的检修方式主要以人工高空作业为主，不仅检修效率低下，还存在极大的安全隐患。如何实现针对互感器接线端子的自主识别定位，将在电网检修智能化和无人化过程中发挥重要的技术价值。

近些年，随着点云处理技术逐渐发展完善，3D视觉越来越多地被投入到实际应用中，相较于以往的2D图像处理技术可以获取更多关于目标的空间特征信息，尤其在工件定位领域，对于提升系统精度至关重要。在点云处理技术中，最小包围盒多应用于碰撞检测，目前的主流包围盒方法是使用主成分分析，根据点云数据，计算特征向量，以此作为主轴方向。但其只能采集到目标物体的部分表面点云数据，主成分分析会趋向数据最为分散的方向为主要成分，导致包围盒出现偏差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，考虑到电网中大型接线端子为长方体的外形特征，本发明将包围盒方法进行改进，提出一种基于点云模型的互感器接线端子定位位姿获取方法及系统，该方法基于点云模型法向量估计方法，确定包围盒主轴方向，生成接线端子最优包围盒，进而获取接线端子定位位姿。本发明能够有效地对不同情况下的接线端子进行定位位姿获取，能够满足各种定位要求，具有较高的精度和较好的鲁棒性。

为了到达预期效果，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种基于点云模型的互感器接线端子定位位姿获取方法，包括：

S1）采集数据并生成点云模型；

S2）对点云模型进行预处理得到理想目标点云模型；

S3）获取理想目标点云模型各个表面区域；

S4）求解得到各个表面区域的法向量估计；

S5）根据各个表面区域的法向量估计，确定接线端子包围盒主轴方向并生成接线端子最优包围盒；

S6）计算接线端子最优包围盒在机器人基坐标系下的坐标姿态和中心点空间坐标，得到接线端子定位位姿。

进一步地，所述S1）具体包括：通过3D相机从多个角度采集点云数据并生成3D点云模型。

进一步地，所述S2）具体步骤包括：

S201）读取点云模型中的点云数据；

S202）通过体素滤波器对点云数据进行降采样；

S203）将降采样后的点云数据移至机器人坐标系下完成粗略分割；

S204）将粗略分割后的点云数据进行去噪得到理想目标点云模型。

进一步地，所述S3）具体包括：采用区域生长的聚类方式提取点云模型法线方向近似的各个表面区域。

进一步地，所述采用区域生长的聚类方式提取点云模型法线方向近似的各个表面区域，具体包括：