【技术实现步骤摘要】
一种基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法
本专利技术属于计算机视觉领域，具体涉及一种基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法。
技术介绍
现有三维测量设备已经能够对大型场景复杂零部件进行快速测量，测量时的扫描速度可达几十万至上百万个点/每秒，同时，扫描精度也有了大幅度的提升。近年来，三维测量逐渐被应用于航空领域，用来检测飞机制造过程中某些关键零件的制造误差以及零部件的装配误差。飞机蒙皮制造和装配精度直接影响飞机的气动性能，因此，对于飞机蒙皮的制造和装配精度要求极高。飞机蒙皮的窄端面是不同蒙皮之间的装配区域，因此，对于蒙皮窄端面的提取尤为重要。现有技术中，通过三维测量扫描获取飞机蒙皮零件在装配状态下的实测点云数据，而针对实测点云数据的平面提取方法大致分为三类：基于聚类分割的方法、基于霍夫变换的方法和基于RANSAC(RandomSampleConsensus)的方法。其中，基于聚类分割的方法由于没有较好的终止分割的条件，容易出现欠分割或者过分割的缺点；基于霍夫变换的方法对于点云数据量大的情况下计算量很大，并且对于飞...
【技术保护点】
1.一种基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、获取飞机蒙皮零件的实测点云数据；/n步骤S2、采用栅格化处理，将实测点云数据分割成若干栅格点云数据；/n步骤S3、针对每一栅格点云数据，计算栅格平面度，并通过设置平面度阈值，将平面栅格提取出来；/n步骤S4、通过随机采样一致性算法，将平面栅格中属于同一平面区域的栅格点云数据提取出来；/n步骤S5、采用迭代加权最小二乘算法，对平面区域的点云数据进行拟合，获取最终平面。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、获取飞机蒙皮零件的实测点云数据；
步骤S2、采用栅格化处理，将实测点云数据分割成若干栅格点云数据；
步骤S3、针对每一栅格点云数据，计算栅格平面度，并通过设置平面度阈值，将平面栅格提取出来；
步骤S4、通过随机采样一致性算法，将平面栅格中属于同一平面区域的栅格点云数据提取出来；
步骤S5、采用迭代加权最小二乘算法，对平面区域的点云数据进行拟合，获取最终平面。
2.根据权利要求1中所述的基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法，其特征在于，步骤S2中，栅格为正立方体，边长设置为点云分辨率的5倍。
3.根据权利要求1中所述的基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法，其特征在于，步骤S3包括：
步骤S301、针对每一栅格点云数据，通过公式(1)计算栅格点云的协方差矩阵M；
公式(1)中，k表示栅格点云中所有点的数量，pi表示栅格点云中第i点的坐标，i＝1,2,3……k；pc表示栅格点云的重心坐标：
步骤S302、对协方差矩阵M进行特征值分解，得到特征值λj，其中，j＝1,2,3，且λ1<λ2<λ3；计算栅格平面度，平面度计算公式为平面度阈值设置为0.01，将栅格平面度小于平面度阈值的栅格提取出来，作为平面栅格。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于实测点云数据的飞机蒙皮窄端面提取方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
步骤S401、将所有的平面栅格点云数据作为随机采样一致性算法的输入，并设置参数，参数包括：
kmax：最大采样次数；
Δd：栅格点云重心到平面的距离阈值；
Δθ：栅格点云法线与平面法线夹角的阈值；
η：概率阈值；
th：可以接受的平面点云模型中含有平面栅格的数目；
Itmp：临时存储采样过程中共面的栅格点云集合，初始化为空集；
num：Itmp中平面栅格的数目，初始化为0；
Iout：后续拟合平面的点云集合，初始化为空集；
步骤S402、从平面栅格数据中随机采样1个平面栅格并拟合平面，将采样到的平面栅格中的点加入到Itmp中；
步骤S403、判断其余未被采样的平面栅格是否在所拟合的平面上，将与已拟合平面共面的栅格点云加入到Itmp中；
步骤S404、判断Itmp中栅格数目num与th的大小，若num>th，则将num替换th并将Itmp中数据替换Iout中数据；否则，th和Iout保持原来状态；
步骤S405、使用Iout来重新计算最大采样次数kmax，判断当前采样次数是否大于kmax，若大于kmax，则执行步骤S406；否则，清空Itmp，重新执行步骤S402至...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊，黄耀然，陈红华，李红卫，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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