点云数据均值过滤系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种点云数据均值过滤系统，其包括应用服务器、多个使用者端计算机及点云获取装置。该应用服务器包括点云汇入模块、点云过滤模块及存储模块。上述点云过滤模块包括区域计算子模块、网格化子模块及过滤子模块。本发明专利技术还提供一种点云数据均值过滤方法，其包括如下步骤：汇入点云；确定点云所在的立方体区域；将点云所在的立方体区域网格化以得到多个网格；计算每个网格中的所有点与该网格的中心点之间的距离；及保留上述每个网格中离网格中心点最近的点并删除其余点得到一个数据量少且较均匀的点云。利用本发明专利技术所提供的点云数据均值过滤系统及方法，可快速地对点云数据进行精简及过滤，以便获得一个数据量少、不失真且较均匀的点云。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种。
技术介绍
提高和保证产品质量，是企业活动中的重要内容。为了提高和保 证产品质量，对产品实施检验是必不可少的，通过检验活动提供产品 及其制造过程的质量信息，按照这些信息对产品的制造过程实施控制 及进行修正和补偿活动，使废次品与返修品率降到最低程度，保证产 品质量形成过程的稳定性及其产出产品的一致性。同时，日渐增多且 急迫的检验需求要求企业能够快速、准确地实施产品的检验。早期对于受测对象的检验， 一般采用特定的检验仪器，经人工比 对后确定检测值，如此既费时又耗资，使生产周期增长，生产成本增 加，且基于人工确定的信息，经常包含有人的误差的影响。近年来， 随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，计算机在受测对象检验活 动中被大量的引入，因而提高了检验的速度和准确性。其做法一般是 使用扫描机台扫描受测对象，获得由多个三维离散点组成的点的集合， 一般称之为点云，将点云资料汇入计算机，执行相应软件对点云资料 进行处理，比如量测点云，色阶比对等，从而实现对受测对象的检验。2003年11月19日/〉开的中国第1456975号专利专利技术有一种自动扫描 量测数据分析处理系统和方法，该系统包括有一 自动扫描量测子系统， 用于根据实体对象的点云数据来量测实体对象并获得量测尺寸，该发 明可自动实现对实体对象的量测，并将量测值与设计值进行对比以指 导生产。但是，在实际应用中，尚有另外的需求。目前扫描机台扫描受测 对象后获得的点云数据一般密度较大，而利用点云进行色阶比对或逆 向工程时一般不需要较多的点，较多的点会加重电脑的负荷。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种点云数据均值过滤系统，其可快 速地对点云数据进行精简及过滤，以便获得一个数据量少、不失真且 较均匀的点云。鉴于以上内容，还有必要提供一种点云数据均值过滤方法，其可 快速地对点云数据进行精简及过滤，以便获得一个数据量少、不失真 且较均匀的点云。一种点云数据均值过滤系统，其包括应用服务器、多个使用者端计算机及点云获取装置。所述的应用服务器包括点云汇入模块，用 于从上述点云获取装置中汇入一个点云，并在使用者端计算机提供的 图形处理界面中生成并且显示上述点云形成的图像；及点云过滤模块， 用于对上述点云进行过滤处理。所述点云过滤模块包括区域计算子 模块，用于通过比较该点云的点云数组中所有点坐标的方式计算上述 点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标，并由该点云的最大区域点 坐标及最小区域点坐标确定点云所在的立方体区域；网格化子模块， 用于根据用户设定的网格间距将上述点云所在的立方体区域网格化以 得到多个网格；及过滤子模块，用于计算每个网格中的所有点与该网 格的中心点之间的距离，保留上述每个网格中离网格中心点最近的点 并删除其余点得到 一个数据量少且较均匀的点云。。一种点云数据均值过滤方法，该方法包括以下步骤(a)从一个 点云获取装置中汇入一个点云，并在使用者端计算机提供的图形处理 界面中生成并且显示上述点云形成的图像；(b)通过比较该点云的点 云数组中所有点坐标的方式计算上述点云的最大区域点坐标及最小区 域点坐标，并由该点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标确定点云 所在的立方体区域；(c)根据用户设定的网格间距将上述点云所在的 立方体区域网格化以得到多个网格；(d)计算每个网格中的所有点与 该网格的中心点之间的距离；及(e)保留上述每个网格中离网格中心 点最近的点并删除其余点得到 一个数据量少且较均勻的点云。利用本专利技术，可以对雷射扫描机台扫描出的点云数据进行精简和 均值化，以便获得一个数据量少、不失真且较均匀的点云。附图说明图1是本专利技术点云数才居均值过滤系统较佳实施方式的硬件架构图。图2是本专利技术点云数据均值过滤系统较佳实施方式中应用服务器 的功能模块图。图3是图2所示点云过滤模块的功能子模块图。图4是本专利技术点云数据均值过滤方法较佳实施方式的作业流程图。图5是图4所示点云数据均值过滤方法较佳实施方式中步骤S26 过滤点云的具体实施流程图。具体实施例方式如图l所示，是本专利技术点云数据均值过滤系统较佳实施方式的硬 件架构图。该系统包括点云获取装置6、应用服务器7、网络4及多个 使用者端计算机5。其中分布式分布的多个使用者端计算机5利用网络4与应用服务 器7相连，网络4可以是一企业内部网(Intranet),也可以是互联网 (Internet)或其它类型的通讯网络。点云获取装置6与应用服务器7相连，用于获取扫描受测对象得 到的点云数据。在本较佳实施方式中，该点云获取装置6是一个扫描 测量机台，其通过扫描受测对象获取点云数据。应用服务器7用于从点云获取装置6中汇入点云数据，并对上述 点云进行均值过滤，以获得 一 个数据量少且较均匀的点云。使用者端计算机5提供图形处理界面，该图形处理界面能够生成 并显示应用服务器7汇入的点云数据组成的图像，并获取及显示对点 云进行过滤后的结果。如图2所示，是本专利技术点云数据均值过滤系统较佳实施方式中应 用服务器的功能模块图。应用服务器7包括点云汇入模块10、点云过 滤模块20及存储模块30。其中，点云汇入模块IO用于从点云获取装置6中汇入点云数据，并在使用者端许算叔5提祺的囷形处理界面中生成并且显杀上迷点云 数据形成的图像。点云过滤模块20用于对所汇入的点云进行过滤以获得一个数据 量少且较均匀的点云。存储模块30用于存储该数据量少且较均匀的点云及其所包含的 点的个数。如图3所示，是图2所示点云修剪模块的功能子模块图。该点云 过滤模块20包括区域计算子模块210、网格化子模块211及过滤子模 块212。其中，区域计算子模块210用于计算所汇入点云的最大、最小区 域点。点云汇入模块10汇入的点云数据为多个离散点的三维坐标，故 通过比较该点云中的点云^t组pPt中所有点坐标的方式可求得点云中 的最小区i或点ptMin(x， y, z )的三维坐才示(ptMin.x, p麵n.y， ptMin.z ) 及最大区域点ptMax( x，y，z )的三维坐标(ptMax.x， ptMax.y,ptMax.z )， 从而确定了由上述点云的最大、最小区域点坐标组成的点云所在的立 方体区&戈。网格化子模块211用于根据用户视实际情况在程序中设定的一个 网格间距Step将上述点云所在的立方体区域以一定的网格数目进行 网格化以得到多个网格。其中，用户设定的网格间距Step在X轴、Y 轴、Z轴方向是相同的，网格化子模块211利用该网格间距Step分别 计算点云在X轴、Y轴、Z轴方向的网格数目nGX， nGY， nGZ，即 nGX=(ptMax.x-ptMin.x)/Step， nGY= ( ptMax.y-ptMin.y )/Step, nGZ= (ptMax.z-ptMin.z ) /Step。过滤子模块212用于将点云中所包含的每个点的标识根据其坐标 填入到上述相应的网格内，及保留每个网格中离网格的中心点最近的 点并删除其余点以得到过滤后的点云。循环点云中的每个点，根据当 前点a的坐标分别确定其在X轴、Y轴、Z轴方向的网格数nX、 nY、 nZ，从而确定其位于点云区域的第(nX、 nY、 nZ)网格内，并将其 标识填入该网格内，其中nX= (f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点云数据均值过滤系统，其包括应用服务器、使用者端计算机及点云获取装置，其特征在于：所述的应用服务器包括：点云汇入模块，用于从上述点云获取装置中汇入一个点云，并在使用者端计算机提供的图形处理界面中生成并且显示上述点云形成的图像；及点云过滤模块，用于对上述点云进行过滤处理，其包括：区域计算子模块，用于通过比较该点云的点云数组中所有点坐标的方式计算上述点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标，并由该点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标确定点云所在的立方体区域；网格化子模块，用于根据用户设定的网格间距将上述点云所在的立方体区域网格化以得到多个网格；及过滤子模块，用于计算每个网格中的所有点与该网格的中心点之间的距离，保留上述每个网格中离网格中心点最近的点并删除其余点得到一个数据量少且较均匀的点云。

【技术特征摘要】
1.一种点云数据均值过滤系统，其包括应用服务器、使用者端计算机及点云获取装置，其特征在于所述的应用服务器包括点云汇入模块，用于从上述点云获取装置中汇入一个点云，并在使用者端计算机提供的图形处理界面中生成并且显示上述点云形成的图像；及点云过滤模块，用于对上述点云进行过滤处理，其包括区域计算子模块，用于通过比较该点云的点云数组中所有点坐标的方式计算上述点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标，并由该点云的最大区域点坐标及最小区域点坐标确定点云所在的立方体区域；网格化子模块，用于根据用户设定的网格间距将上述点云所在的立方体区域网格化以得到多个网格；及过滤子模块，用于计算每个网格中的所有点与该网格的中心点之间的距离，保留上述每个网格中离网格中心点最近的点并删除其余点得到一个数据量少且较均匀的点云。2. 如权利要求1所述的点云数据均值过滤系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旨光，吴新元，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]