一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法及系统，其中，方法包括：S1：获取设计模型点云和测量模型点云，执行步骤S2；S2：匹配设计模型点云和测量模型点云，执行步骤S3；S3：计算匹配前后的均方误差，如果匹配前后的均方误差的差值的绝对值大于第一阈值，执行步骤S2；否则执行步骤S4；S4：识别测量模型点云中的远距离孤立点，如果识别到远距离孤立点则将远距离孤立点删除，执行步骤S2；否则，执行步骤S5；S5：识别并删除测量模型点云中的近距离孤立点。有益效果：引入了设计模型为参考，增强了孤立点的识别度；对孤立点具备较高的识别速度；可以识别不同规模孤立点与不同尺度的孤立点，孤立点删除比较干净；自动化程度高。

A method and system for identifying and deleting outliers based on design model matching

The invention discloses a design based on the model, outlier identification and deletion method and system, wherein the method comprises the following steps: S1: get design model of point cloud and the measurement model of point cloud, step S2; S2: matching design model of point cloud and the measurement model of point cloud, step S3; S3: the calculation of mean square error before and after matching if the absolute value of the difference, and the mean square error is greater than a first threshold value, otherwise executing step S2; step S4; S4: distance outlier identification and measurement of the point cloud model, if the identification to the remote isolated point will be far distance outlier deletion, step S2; otherwise, step S5; S5 close distance outlier recognition and remove the measurement model of point cloud. Beneficial effects: introducing the design model as reference, enhancing the recognition degree of outliers; having a higher recognition speed for outliers; identifying outliers on different scales and isolated points with different scales, and cleaning outliers more cleanly; and having a high degree of automation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法及系统
本专利技术涉及三维形貌检测数据处理
，尤其是涉及一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法及系统。
技术介绍
三维测量模型点云是通过三维扫描仪扫描工件的表面而获取的一系列的坐标集合P＝{p1,p2,...,pi(xi，yi，zi),...pn}，可以克服二维图形立体信息的缺失。随着三维扫描仪及计算机视觉技术的快速发展，三维点云的应用越来越广泛如三维质量检测、三维定位、逆向工程、地形重建、视觉导航中的障碍物检测。以三维质量检测为例，通过扫描仪获得工件的三维测量模型点云，可以在计算机上测量其三维尺寸、工件任何部位的几何变形，与人工检测相比，检测信息更丰富，精度更高，速度更快，特别适合多尺寸零件的大批量检测，如曲轴等汽车零部件。设计模型用于根据设计模型生产工件，用三维扫描仪扫描根据设计模型生产的工件获取工件的测量模型点云。在对点云进行实际应用前一般都要对点云进行预处理，主要流程包括孤立点删除、点云精简、点云光顺等关键步骤。其结果的好坏决定了后续尺寸检测的精确性和真实性。在孤立点处理方面，若删除不干净，在进行尺寸检测时，容易将孤立点作为工件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，包括：S1、获取设计模型点云和测量模型点云，然后执行步骤S2，所述设计模型点云通过设计模型获取，所述设计模型用于根据设计模型生产工件，所述测量模型点云通过使用三维扫描仪扫描根据设计模型生产的工件获取；S2、匹配所述设计模型点云和所述测量模型点云，然后执行步骤S3；S3、计算匹配前的均方误差、匹配后的均方误差，如果匹配前的均方误差、匹配后的均方误差的差值的绝对值大于第一阈值，则执行步骤S2；如果匹配前的均方误差、匹配后的均方误差的差值的绝对值小于或等于第一阈值，则执行步骤S4；S4、识别所述测量模型点云中的远距离孤立点，如果识别到所述远距离孤...

【技术特征摘要】
1.一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，包括：S1、获取设计模型点云和测量模型点云，然后执行步骤S2，所述设计模型点云通过设计模型获取，所述设计模型用于根据设计模型生产工件，所述测量模型点云通过使用三维扫描仪扫描根据设计模型生产的工件获取；S2、匹配所述设计模型点云和所述测量模型点云，然后执行步骤S3；S3、计算匹配前的均方误差、匹配后的均方误差，如果匹配前的均方误差、匹配后的均方误差的差值的绝对值大于第一阈值，则执行步骤S2；如果匹配前的均方误差、匹配后的均方误差的差值的绝对值小于或等于第一阈值，则执行步骤S4；S4、识别所述测量模型点云中的远距离孤立点，如果识别到所述远距离孤立点则将远距离孤立点删除，然后执行步骤S2；如果没有识别到远距离孤立点，则执行步骤S5；S5、识别所述测量模型点云中的近距离孤立点，如果识别到所述近距离孤立点则将近距离孤立点删除，然后输出测量模型点云，如果没有识别到近距离孤立点，则直接输出测量模型点云。2.如权利要求1所述的基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，步骤S2中匹配设计模型点云和测量模型点云的步骤具体为：所述测量模型点云为P＝{p1,p2,...pi,...pn}，所述设计模型点云为Q＝{q1,q2,...qi,...ql}，在设计模型点云中寻找距离测量模型点云中的点的最近点，一测量模型点云的点Pi对应一最近点qi′，若干最近点组成最近点点集Q′＝{q′1,q′2,...q′i,...q′n}，计算最近点的单位法向矢量最近点点集中各最近点的单位法向矢量组成最近点法矢集合N′＝{n1′,n′2,...ni′,...n′n}；根据来计算微分平移矢量v、微分旋转矢量w,根据t＝v，计算刚体变换参数t、R，根据pi′＝R·pi+t更新测量模型点云中的所有点，pi′为更新后的测量模型点云中的点；所述测量模型点云更新后，更新所述最近点点集、所述最近点法矢集合。3.如权利要求2所述的基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，步骤S3中：根据计算匹配前的均方误差和匹配后的均方误差。4.如权利要求2所述的基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，步骤S4中：构造距离集合D1＝{d1,d2,...di,...dn}，其中di为测量模型点云中的点Pi到Pi对应的最近点qi′的距离，di＝(pi-qi′)T·ni′,若di大于第二阈值S1，则将点Pi识别为远距离孤立点；将所述测量模型点云中远距离孤立点删除后，更新所述最近点点集、所述最近点法矢集合。5.如权利要求4所述的基于设计模型匹配孤立点识别与删除方法，其特征在于，步骤S5中识别测量模型点云中的近距离孤立点的具体步骤为：构造距离集合D2＝{d1,d2,...di,...dn}，其中di为测量模型点云中的点Pi到Pi对应的最近点qi′的距离，di＝(pi-qi′)T·ni′；对距离集合D2中的距离进行升序排序，得到集合D′＝{d1′,d2′,...di′,...dn′}，其中d1′≤d2′...di′≤di′+1...≤dn′；若di′大于第三阈值S2，则将点di′对应的测量模型点云中的点识别为近距离孤立点，其中S2＝d′m，m＝[p％×n]，p％为预设比例阈值，n为测量模型点云中点的总数量，[]为取整符号。6.一种基于设计模型匹配孤立点识别与删除系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢核，陶俭，
申请(专利权)人：武汉德友科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42