一种3D视觉点云数据拼接的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种3D视觉点云数据拼接的方法，将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，进行空间坐标系的零点标定作为参考点；分别对各个拍照区域的点云数据进行采集，并过滤干扰数据；将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置；将同一拍照区域各个方向的点云数据进行组合成区域点云数据，将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据；进行拍照物体的点云数据去重处理。以此可以实现对物体拍照进行三维拼接，有效克服因拍照范围有限而不能将物体在图像中直观地反映出整个工件的局限，而且可以避免出现图像重叠或者缺漏的现象。

A method and system of 3D visual point cloud data splicing

【技术实现步骤摘要】
一种3D视觉点云数据拼接的方法及其系统
本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种3D视觉点云数据拼接的方法及其系统。
技术介绍
在工业生产当中，通常需要工件拍照进行检测。对于一些尺寸较大的工件，由于相机的拍照范围有限，单次拍照不能覆盖整个工件，往往需要进行多次拍照。然而，进行多次拍照而获取的图像并不能直观地反映出整个工件，而且多次拍照的位置掌握不好容易出现图像重叠或者缺漏的情况。而且随着技术的发展，2D的图像已经不能满足对工件检测的要求。因此，行业内亟需一种能解决上述问题的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种3D视觉点云数据拼接的方法及其系统。本专利技术的目的可以通过如下所述技术方案来实现。一种3D视觉点云数据拼接的方法，包括：将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，进行空间坐标系的零点标定作为参考点；分别对各个拍照区域的点云数据进行采集，并过滤干扰数据；将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置；将同一拍照区域各个方向的点云数据进行组合成区域点云数据，将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据；进行拍照物体的点云数据去重处理。进一步地，将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，包括：将待拍照的物体划分为A区域、B区域、C区域、D区域及E区域；其中，A区域对应XY平面，B区域对应XZ平面，C区域对应YZ平面，D区域对应XZ平面，E区域对应YZ平面；在A区域中，沿着空间坐标系的X方向和Y方向移动，并以空间坐标系的Z正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；在B区域中，沿着空间坐标系的X方向和Z方向移动，并以空间坐标系的Y正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；在C区域中，沿着空间坐标系的Y方向和Z方向移动，并以空间坐标系的X负方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；在D区域中，沿着空间坐标系的X方向和Z方向移动，并以空间坐标系的Y负方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；在E区域中，沿着空间坐标系的Y方向和Z方向移动，并以空间坐标系的X正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集。进一步地，分别对各个区域的3D视觉的点云数据进行采集，其中，对一区域进行采集的过程具体包括：在该区域内选取拍照距离，保持拍照方向不变，设定在各个方向上的移动距离及拍照移动范围；按预设的移动距离，在拍照移动范围内选取拍照点进行拍照采集点云数据；记录拍照点在空间坐标系中的位置PRw(XRw,YRw,ZRw)；将该区域内不同方向获取的点云数据存储在对应方向的数组内。进一步地，过滤干扰数据，包括：根据拍照物体设定基于3D视觉空间坐标系下获取点云数据的区域范围，其中X方向的区域范围为(-a，a)，Y方向的区域范围为(-b，b),Z方向的区域范围为(-c，c)；对每次拍照采集的点云数据的位置进行判断，若在获取点云数据的区域范围则存储，若超出获取点云数据的区域范围则过滤。进一步地，将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置，包括：获取点云数据相对于3D视觉坐标系中的位置PV(Xi,Yi,Zi)，及拍照点在空间坐标系中的相对位置PRw(XRw,YRw,ZRw)；将点云数据转换成在空间坐标系中的位置PC＝PRw+PV＝(XRw+Xi,YRw+Yi,ZRw+Zi)；根据拍摄点的移动，记录各个拍摄点的点云数据在空间坐标系中的位置，其中，在X方向上移动n次后的位置X＝XRw+Xi+n×d，d为在X方向上的移动距离；在Y方向上移动n次后的位置Y＝Y1Rw+Yi+n×e，e为在Y方向上的移动距离；在Z方向上移动n次后的位置Z＝ZRw+Zi+n×f,f为在Z方向上的移动距离。进一步地，将同一拍照区域各个方向的点云数据进行组合成区域点云数据，将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据，包括：在M区域中，将M区域各个方向上的点云数据进行组合成M区域点云数据；若M区域涉及X方向移动，则将每次沿X方向移动的拍照点获取的点云数据记为CPX[i],将X方向上所有拍照数据记为CPMX＝CPMX[1]+CP[2]MX…….+CP[n]MX；若涉及Y方向移动，则将每次沿Y方向移动的拍照点获取的点云数据记为CPY[j]，将Y方向上所有拍照数据记为CPMY＝CP[1]MY+CP[2]MY…….+CP[m]MY；若涉及Z方向移动，则将每次沿Z方向移动的拍照点获取的点云数据记为CPZ[z]，将Y方向上所有拍照数据记为CPMz＝CP[1]Mz+CP[2]Mz…….+CP[z]Mz；组合成M区域内所有点云数据CPM；其中，M区域表示A区域、B区域、D区域或E区域中的任一区域；将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据CP＝CPA+CPB+CPC+CPD+CPE。进一步地，进行拍照物体的点云数据去重处理，包括：获取拍照物体的点云数据CP，取出第一个点云数据，分别与其余的点云数据比较X、Y及Z的值，若X、Y及Z的值均相等，则为相同的点云数据，去掉相同的点云数据；继续取出下一个点云数据进行去重处理，直至所有点云数据均完成去重处理。一种计算机可读存储设备，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现上述的3D视觉点云数据拼接的方法。一种移动终端，包括：处理器，适于执行程序指令；存储设备，适于存储程序指令，所述程序指令适于由处理器加载并执行以实现上述的3D视觉点云数据拼接的方法。一种3D视觉点云数据拼接的系统，包括服务器；服务器包括处理器和存储设备；处理器，适于执行程序指令；存储设备，适于存储程序指令，所述程序指令适于由处理器加载并执行以实现上述的3D视觉点云数据拼接的方法。与现有技术比，本专利技术的有益效果：本专利技术研发了一种3D视觉点云数据拼接的方法及其系统，将物体划分为若干个拍照区域进行拍照采集对应的点云数据，将采集到的点云数据过滤干扰后进行转换成空间坐标系的位置，根据该位置将点云数据拼接成整个拍照物体的点云数据，并进行去重处理，以此可以实现对物体拍照进行三维拼接，有效克服因拍照范围有限而不能将物体在图像中直观地反映出整个工件的局限，而且可以避免出现图像重叠或者缺漏的现象。附图说明图1为本专利技术实施例中拍照物体拍照区域划分的示意图。图2为本专利技术实施例中A区域拍照的示意图。图3为本专利技术实施例中B区域拍照的示意图。图4为本专利技术实施例中的流程示意图。具体实施方式下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，包括：/n将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，进行空间坐标系的零点标定作为参考点；/n分别对各个拍照区域的点云数据进行采集，并过滤干扰数据；/n将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置；/n将同一拍照区域各个方向的点云数据进行组合成区域点云数据，将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据；/n进行拍照物体的点云数据去重处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，包括：
将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，进行空间坐标系的零点标定作为参考点；
分别对各个拍照区域的点云数据进行采集，并过滤干扰数据；
将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置；
将同一拍照区域各个方向的点云数据进行组合成区域点云数据，将各个区域点云数据进行组合成拍照物体的点云数据；
进行拍照物体的点云数据去重处理。


2.根据权利要求1所述的一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，将待拍照的物体划分为若干个拍照区域，包括：
将待拍照的物体划分为A区域、B区域、C区域、D区域及E区域；其中，A区域对应XY平面，B区域对应XZ平面，C区域对应YZ平面，D区域对应XZ平面，E区域对应YZ平面；
在A区域中，沿着空间坐标系的X方向和Y方向移动，并以空间坐标系的Z正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；
在B区域中，沿着空间坐标系的X方向和Z方向移动，并以空间坐标系的Y正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；
在C区域中，沿着空间坐标系的Y方向和Z方向移动，并以空间坐标系的X负方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；
在D区域中，沿着空间坐标系的X方向和Z方向移动，并以空间坐标系的Y负方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集；
在E区域中，沿着空间坐标系的Y方向和Z方向移动，并以空间坐标系的X正方向为拍照方向进行3D视觉的点云数据的采集。


3.根据权利要求1所述的一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，分别对各个区域的3D视觉的点云数据进行采集，其中，对一区域进行采集的过程具体包括：
在该区域内选取拍照距离，保持拍照方向不变，设定在各个方向上的移动距离及拍照移动范围；
按预设的移动距离，在拍照移动范围内选取拍照点进行拍照采集点云数据；
记录拍照点在空间坐标系中的位置PRw(XRw,YRw,ZRw)；
将该区域内不同方向获取的点云数据存储在对应方向的数组内。


4.根据权利要求1所述的一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，过滤干扰数据，包括：
根据拍照物体设定基于3D视觉空间坐标系下获取点云数据的区域范围，其中X方向的区域范围为(-a，a)，Y方向的区域范围为(-b，b),Z方向的区域范围为(-c，c)；
对每次拍照采集的点云数据的位置进行判断，若在获取点云数据的区域范围则存储，若超出获取点云数据的区域范围则过滤。


5.根据权利要求1所述的一种3D视觉点云数据拼接的方法，其特征在于，将通过3D视觉采集到点云数据的位置转换成空间坐标系中的位置，包括：
获取点云数据相对于3D视觉坐标系中的位置PV(Xi,Yi,Zi)，及拍照点在空间坐标系中的相对位置PRw(XRw,YRw,ZRw...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王鑫，范文固，吴礼剑，胡光民，周艺龙，李东阳，吴建亭，叶金华，彭宇强，
申请(专利权)人：中铭谷智能机器人广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44