有序点云生成四角网格数据方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及计算机图形和计算机视觉技术领域，公开了一种有序点云生成四角网格数据方法、装置、设备及存储介质，该方法通过获取待扫描工件的原始有序点云，遍历原始有序点云中的所有点，根据遍历到的点的三维坐标判断对应序号的元素是否为真，获得第二顶点有效性集合，遍历原始有序点云的行坐标x和列坐标y，若x+1和y+1都未超出边界，且在第二顶点有效性集合中的对应元素都为真，添加四角面片，将原始有序点云的第x行y列、第x行y+1列、第x+1行y+1列、第x+1行y列对应的4个点的序号依次存储到四角面片，提取有效顶点和有效四角面片以构成第二四角网格，用于表征工件的三维立体信息。本发明专利技术构建的四角网格数据的结构简单，算法运算速度快。度快。度快。

【技术实现步骤摘要】
有序点云生成四角网格数据方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及计算机图形和计算机视觉
，尤其涉及一种有序点云 生成四角网格数据方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]海量无序姿态工件，物体姿态倾角较大、杂乱堆叠，如何准确识别，以 应对电商物流的无序分拣需求。
[0003]最近提出的关于有序点云5D纹理网络数据结构生成方法，包括获取待扫 描工件的有序点云；对于有序点云中的任意一点P
ij
；获取顶点S
mn
并建立P
ij
与顶点S
mn
之间一一对应关系；获取点云数据中各点的行列排序；对有序点云 中的任意一点P
ij
，查找P
ij
的相邻点P
i,j+1
,P
i+1,j+1
,P
i+1,j
，依据索引关系，获取 P
i,j
,P
i,j+1
,P
i+1,j+1
,P
i+1,j
各自对应顶点S
mn
，S
m,n+1
，S
m+1,n
，S
m+1,n+1
；添加四角 面片，并将4个顶点S
mn
，S
m,n+1
，S
m+1,n
，S
m+1,n+1
添加至对应四角面片的顶 点位置处以生成半边四角网格，其中每个顶点S
mn/>存储点云数据中对应点P
ij
的3D位置坐标(x，y，z)、法向量、颜色以及其为起始顶点的半边的指针 信息，每个半边存储起始顶点、终止顶点、邻接面、上个半边、下个半边、 对立半边的指针或索引；遍历所述P
ij
或所述顶点S
mn
，获取全部所述P
ij
或所 述顶点S
mn
对应的半边四角网格以输出所述点云数据对应的5D纹理网格数据 结构。该方法用以将有序点云网格化，点云数据基于纹理网格的数据结构的 数据表示后，呈拓扑结构且可有效表征三维物体的全方位信息。故2D以及 3D的图像处理算法均可适用，从而实现了更强大的感知识别效果，也为机器 人面对海量无序状态的工件抓取奠定了数据结构基础。
[0004]虽然该方法能够将工件的有序点云网格化，从而有效表征三维物体的全 方位信息，但其数据结构基于半边四角网格，顶点、半边和四角面片为必不 可少的元素，每个半边存储起始顶点、终止顶点、邻接面、上个半边、下个 半边、对立半边的指针或索引，数据结构复杂，算法运算速度慢，耗时较长。 因此，如何实现有序点云生成网格数据的结构简化，算法提速是亟待解决的 技术问题。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是 现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种有序点云生成四角网格数据方法、装置、 设备及存储介质，旨在解决现有技术中有序点云生成网格数据的结构复杂， 算法运算速度慢的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种有序点云生成四角网格数据方法，所 述有序点云生成四角网格数据方法包括以下步骤：
[0008]获取待扫描工件的原始有序点云，并创建一个空的第一四角网格；
[0009]为所述第一四角网格创建第一顶点有效性集合，所述第一顶点有效性集 合的元
素个数与所述原始有序点云的点个数相等；
[0010]遍历所述原始有序点云中的所有点，根据遍历到的点的三维坐标判断所 述第一顶点有效性集合中对应序号的元素是否为真，遍历执行结束获得第二 顶点有效性集合；
[0011]为所述第一四角网格创建一个空的第一四角面片集合；
[0012]遍历所述原始有序点云的行坐标x和列坐标y，若x+1和y+1都未超出边 界，且在所述第二顶点有效性集合中的对应元素都为真，则为所述第一四角 面片集合添加一个四角面片F，并将所述原始有序点云的第x行y列、第x 行y+1列、第x+1行y+1列、第x+1行y列对应的4个点在所述原始有序点 云中的序号依次存储到所述四角面片F中，遍历执行结束获得第二四角面片 集合；
[0013]从所述第二顶点有效性集合中提取有效顶点，并从所述第二四角面片集 合中提取有效四角面片，所述有效顶点和所述有效四角面片构成第二四角网 格，所述第二四角网格用于表征所述待扫描工件的三维立体全方位信息。
[0014]优选地，所述遍历执行结束获得第二四角面片集合之后，还包括：
[0015]计算所述第二四角面片集合中所有四角面片的平均边长；
[0016]根据所述平均边长计算长度阈值；
[0017]删除所述第二四角面片集合中边长超过所述长度阈值的四角面片，获得 第三四角面片集合；
[0018]相应地，所述从所述第二四角面片集合中提取有效四角面片，具体包括：
[0019]从所述第三四角面片集合中提取有效四角面片。
[0020]优选地，所述计算所述第二四角面片集合中所有四角面片的平均边长， 包括：
[0021]遍历所述第二四角面片集合中所有四角面片Fi，所述Fi包含的4个顶点 序号依次记为n1、n2、n3、n4，计算所述Fi的4条边的长度Lij，其中j＝1,2,3,4；
[0022]所有四角面片的平均边长L
aver
计算公式为：
[0023][0024]其中N表示所述原始点云中的点个数。
[0025]优选地，所述删除所述第二四角面片集合中边长超过所述长度阈值的四 角面片，获得第三四角面片集合，包括：
[0026]创建一个空的第一有效四角面片集合；
[0027]遍历所述第二四角面片集合中所有四角面片Fi，若所述四角面片Fi的4 条边的长度都不超过所述长度阈值，则将所述四角面片Fi的序号i添加至所 述第一有效四角面片集合中，遍历执行结束获得第二有效四角面片集合；
[0028]根据所述第二有效四角面片集合生成第三四角面片集合。
[0029]优选地，所述遍历执行结束获得第二有效四角面片集合之后，还包括：
[0030]创建集合V
old2new
和集合V
new2old
，用于顶点序号新旧替换，所述集合V
old2new
中初始包含N个值为
‑
1的元素，所述集合V
new2old
是空的，其中N表示所述原 始点云中的点个数；
[0031]创建新的顶点序号n
c
，并设置所述新的顶点序号n
c
的初始值；
[0032]遍历所述第二有效四角面片集合中存储的四角面片序号i，将所述四角面 片Fi存
储的4个顶点序号依次记为n
i1
、n
i2
、n
i3
、n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有序点云生成四角网格数据方法，其特征在于，所述有序点云生成四角网格数据方法包括以下步骤：获取待扫描工件的原始有序点云，并创建一个空的第一四角网格；为所述第一四角网格创建第一顶点有效性集合，所述第一顶点有效性集合的元素个数与所述原始有序点云的点个数相等；遍历所述原始有序点云中的所有点，根据遍历到的点的三维坐标判断所述第一顶点有效性集合中对应序号的元素是否为真，遍历执行结束获得第二顶点有效性集合；为所述第一四角网格创建一个空的第一四角面片集合；遍历所述原始有序点云的行坐标x和列坐标y，若x+1和y+1都未超出边界，且在所述第二顶点有效性集合中的对应元素都为真，则为所述第一四角面片集合添加一个四角面片F，并将所述原始有序点云的第x行y列、第x行y+1列、第x+1行y+1列、第x+1行y列对应的4个点在所述原始有序点云中的序号依次存储到所述四角面片F中，遍历执行结束获得第二四角面片集合；从所述第二顶点有效性集合中提取有效顶点，并从所述第二四角面片集合中提取有效四角面片，所述有效顶点和所述有效四角面片构成第二四角网格，所述第二四角网格用于表征所述待扫描工件的三维立体全方位信息。2.如权利要求1所述的有序点云生成四角网格数据方法，其特征在于，所述遍历执行结束获得第二四角面片集合之后，还包括：计算所述第二四角面片集合中所有四角面片的平均边长；根据所述平均边长计算长度阈值；删除所述第二四角面片集合中边长超过所述长度阈值的四角面片，获得第三四角面片集合；相应地，所述从所述第二四角面片集合中提取有效四角面片，具体包括：从所述第三四角面片集合中提取有效四角面片。3.如权利要求2所述的有序点云生成四角网格数据方法，其特征在于，所述计算所述第二四角面片集合中所有四角面片的平均边长，包括：遍历所述第二四角面片集合中所有四角面片Fi，所述Fi包含的4个顶点序号依次记为n1、n2、n3、n4，计算所述Fi的4条边的长度Lij，其中j＝1,2,3,4；所有四角面片的平均边长L
aver
计算公式为：其中N表示所述原始点云中的点个数。4.如权利要求2或3所述的有序点云生成四角网格数据方法，其特征在于，所述删除所述第二四角面片集合中边长超过所述长度阈值的四角面片，获得第三四角面片集合，包括：创建一个空的第一有效四角面片集合；遍历所述第二四角面片集合中所有四角面片Fi，若所述四角面片Fi的4条边的长度都不超过所述长度阈值，则将所述四角面片Fi的序号i添加至所述第一有效四角面片集合中，遍历执行结束获得第二有效四角面片集合；
根据所述第二有效四角面片集合生成第三四角面片集合。5.如权利要求4所述的有序点云生成四角网格数据方法，其特征在于，所述遍历执行结束获得第二有效四角面片集合之后，还包括：创建集合V
old2new
和集合V
new2old
，用于顶点序号新旧替换，所述集合V
old2new
中初始包含N个值为
‑
1的元素，所述集合V
new2old
是空的，其中N表示所述原始点云中的点个数；创建新的顶点序号n
c
，并设置所述新的顶点序号n
c
的初始值；遍历所述第二有效四角面片集合中存储的四角面片序号i，将所述四角面片Fi存储的4个顶点序号依次记为n
i1
、n
i2
、n
i3
、n
i4
，依次赋值V
old2new
中的第n
ij
个元素为n
c
，其中j＝1，2，3，4；同时所述集合V
new2old
添加值为n
ij
，每赋值1次，n
c
自加1，遍历执行结束后n
c
为有效的顶点个数；若n
c
＝N，则所述原始点云中的点全部有效，所述第二顶点有效性...

【专利技术属性】
技术研发人员：田希文，高磊，
申请(专利权)人：熵智科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：