点云最优对齐方法技术

本发明专利技术提供一种点云最优对齐方法，该方法包括步骤：获取标准物体和待测物体的点云数据；根据所述的标准物体和待测物体的点云数据，确定初始时待测物体的点云位置；根据初始时待测物体的点云位置，利用迭代法在每一次迭代时取待测物体的点云数据中的部分点云，计算该次迭代时待测物体的虚拟点云位置；根据最后一次迭代时待测物体的虚拟点云位置，取待测物体点云数据中的所有点云，计算待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离，及对应该最小距离的待测物体的点云中的点的坐标；将该待测物体的点云中的点移动到计算得到的待测物体的点云中的点的坐标所表示的位置。利用本发明专利技术所提供的点云最优对齐方法，可快速方便地将点云和点云进行最优对齐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来，随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，其在扫描系统(请参考图1)中被大量的引入。做法一般是使用点云获取装置分别获取标准物体和待测物体的点云(即由多个三维离散点组成的点的集合)，而后将点云数据输入计算机，执行相应软件对点云数据进行各种处理，比如计算机辅助验证(Computer Aided Verification，CAV)、逆向工程(Reverse Engineering，RE)、有限元网格自动生成、计算机图形处理及模式识别(如人脸的识别)等。 其中，将标准物体的点云和待测物体的点云进行最优对齐是上述各种处理所需要使用的重要技术之一，也是上述各种处理所需要解决的一个关键问题。所述最优对齐是指通过移动、旋转等操作，使上述两块点云特征相似的地方尽量贴近。 在现有的对齐技术中，以PTC公司的Geomagic Qualify软件最为著名。虽然使用Geomagic Qualify软件可以实现上述两块点云的对齐，但对齐精度较低，计算量较大，速度缓慢。
技术实现思路
鉴于以上内容，因此有必要提供一种，其可快速方便地将点云和点云进行最优对齐。 一种，该方法包括以下步骤(a)通过点云获取装置获取标准物体和待测物体的点云数据；(b)根据所述的标准物体和待测物体的点云数据，确定初始时待测物体的点云位置；(c)根据待测物体的点云数据及初始时待测物体的点云位置，利用迭代法在每一次迭代时取待测物体的点云数据中的部分点云，计算该次迭代时待测物体的虚拟点云位置；(d)根据步骤c计算得到的最后一次迭代时待测物体的虚拟点云位置，取待测物体点云数据中的所有点云，计算待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离，及对应该最小距离的待测物体的点云中的点的坐标；(e)将该待测物体的点云中的点移动到步骤d计算得到的待测物体的点云中的点的坐标所表示的位置。 利用本专利技术，可以快速方便地完成点云和点云的最优对齐，极大地提高了对齐精度，提高了运行速度，并减少了误差的产生。 附图说明 图1是扫描系统的组成图。 图2是本专利技术较佳实施例的作业流程图。 图3是图2中步骤S302确定初始时待测物体的点云位置的具体流程图。 图4是图2中步骤S303利用迭代法在每一次迭代时计算待测物体的虚拟点云位置的具体流程图。 图5是图4中步骤S503计算得到待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离的详细流程图。 图6是图2中步骤S304计算待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离及对应该最小距离的待测物体的点云中的点的坐标的具体流程图。 具体实施例方式 本具体实施例以点云和点云的最优对齐为例进行说明。 参阅图2所示，是本专利技术较佳实施例的作业流程图。 步骤S301，输入点云获取装置所获取的标准物体和待测物体的点云数据；而后输入用户自定义的对齐精度FunX和对齐步长D。其中，所述标准物体的点云数据包括标准物体的点云中点的坐标及标准物体的点云总数，所述待测物体的点云数据包括待测物体的点云中点的坐标及待测物体的点云总数；所述对齐精度指对齐标准物体的点云和待测物体的点云要达到的程度；所述对齐步长指以标准物体的点云为基准，为对齐待测物体的点云和标准物体的点云，每次移动该待测物体的点云的距离。 步骤S302，根据输入的标准物体和待测物体的点云数据，确定初始时待测物体的点云位置，所述待测物体的点云位置指以标准物体的点云为基准，待测物体的点云相对标准物体的点云的位置(具体步骤将在图3中详细描述)。 步骤S303，根据待测物体的点云数据及初始时待测物体的点云位置，利用迭代法在每一次迭代时取待测物体的点云数据中的部分点云，计算该次迭代时待测物体的虚拟点云位置(具体步骤将在图4中详细描述)。 步骤S304，根据步骤S303计算得到的最后一次迭代时待测物体的虚拟点云位置，取待测物体点云数据中的所有点云，计算待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离，及对应该最小距离的待测物体的点云中的点的坐标(具体步骤将在图6中详细描述)。 步骤S305，将该待测物体的点云中的点移动到步骤S304计算得到的待测物体的点云中的点的坐标所表示的位置，从而实现该待测物体的点云和标准物体点云的最优对齐。 步骤S306，输出最优对齐后该待测物体的点云与该标准物体的点云之间的距离。 参阅图3所示，是图2中步骤S302确定初始时待测物体的点云位置的具体流程图。 步骤S401，根据输入的标准物体的点云数据中所有点的坐标，求得该标准物体的点云中的最小区域点pt1Min的坐标(pt1Min，pt1Min，pt1Min)及最大区域点pt1Max的坐标(pt1Max，pt1Max，pt1Max)，进而可以得到由(pt1Min，pt1Min，pt1Min)、(pt1Min，pt1Min，pt1Max1)、(pt1Min，pt1Max，pt1Min1)、(pt1Min，pt1Max，pt1Max)、(pt1Max，pt1Max，pt1Max)、(pt1Max，pt1Max，pt1Min)、(pt1Max，pt1Min，pt1Max)、(pt1Max，pt1Min，pt1Min)组成的该标准物体的点云包围盒boxR。 步骤S402，根据输入的待测物体的点云数据中所有点的坐标，求得该待测物体的点云中的最小区域点pt2Min的坐标(pt2Min，pt2Min，pt2Min)及最大区域点pt2Max的坐标(pt2Max，pt2Max，pt2Max)，进而可以得到由(pt2Min，pt2Min，pt2Min)、(pt2Min，pt2Min，pt2Max1)、(pt2Min，pt2Max，pt2Min1)、(pt2Min，pt2Max，pt2Max)、(pt2Max，pt2Max，pt2Max)、(pt2Max，pt2Max，pt2Min)、(pt2Max，pt2Min，pt2Max)、(pt2Max，pt2Min，pt2Min)组成的该待测物体的点云包围盒boxM。 步骤S403，判断所述标准物体的点云包围盒boxR与所述待测物体的点云包围盒boxM是否相交。具体步骤如下首先得到pt1Min与pt2Min中的较大值(用fMinB表示)、pt1Max与pt2Max中的较小值(用fMaxB表示)，而后比较fMinB与fMaxB，若fMinB大于等于fMaxB，则判定boxR与boxM不相交；同理可得到fMinB和fMaxB、fMinB和fMaxB，通过比较fMinB和fMaxB、fMinB和fMaxB的方式即可判断boxR与boxM是否相交。 若所述标准物体的点云包围盒boxR与所述待测物体的点云包围盒boxM相交，则进入步骤S404，设定初始时该待测物体的点云位置p(p，p，p，p，p，p)p＝0，p＝0，p＝0，p＝0，p＝0，p二0。 若所述标准物体的点云包围盒boxR与所述待测物体的点云包围盒boxM不相交，则进入步骤S405，根据标准物体的点云数据中点的坐标及标准物体的点云总数，求得标准物体的点云中心cenR(cenR，cenR，cenR)。具体步骤如下获取该标准物体的点云数据中所有点的X轴坐标；将所有点的X轴坐标相加后除以标准物体的点云总数，从而得到标准物体的点云中心的X轴坐标cenR；同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点云最优对齐方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：　ａ．通过点云获取装置获取标准物体和待测物体的点云数据，所述标准物体的点云数据包括标准物体的点云中的点的坐标及标准物体的点云总数，所述待测物体的点云数据包括待测物体的点云中的点的坐标及待测物体的点云总数；　ｂ．根据所述的标准物体和待测物体的点云数据，确定初始时待测物体的点云位置；　ｃ．根据待测物体的点云数据及初始时待测物体的点云位置，利用迭代法在每一次迭代时取待测物体的点云数据中的部分点云，计算该次迭代时待测物体的虚拟点云位置；　ｄ．根据步骤ｃ计算得到的最后一次迭代时待测物体的虚拟点云位置，取待测物体点云数据中的所有点云，计算待测物体的点云到标准物体的点云的最小距离，及对应该最小距离的待测物体的点云中的点的坐标；　ｅ．将该待测物体的点云中的点移动到步骤ｄ计算得到的待测物体的点云中的点的坐标所表示的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张旨光，吴新元，王敏，
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]