三维点云无效值填充方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种三维点云无效值填充方法、系统及存储介质，包括以下步骤：S1：获取点云图S和点云的有效值范围，并根据点云图S映射得到对应的深度图；S2：根据所述点云的有效值范围对深度图进行预处理得到权重和图像W，并根据权重和图像W计算得到增益图像C；S3：将深度图的无效值对应的权重进行无效化得到图像G；S4：将图像G和增益图像C对应的像素点相乘得到填充图像D；S5：判断填充图像D是否达到迭代次数，若否，则用填充图像D替换深度图返回步骤S2；若是，则输出填充图像D并将其作为最终的结果图。本发明专利技术能够根据邻域的趋势信息填充孔洞，填充的值仍然保持原来的趋势且工件无需放平，无需设定填充值就能够自动填充自适应的值。设定填充值就能够自动填充自适应的值。设定填充值就能够自动填充自适应的值。

【技术实现步骤摘要】
三维点云无效值填充方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及工业自动化机器视觉
，尤其涉及一种三维点云无效值填充方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]在工业自动化机器视觉领域，特别3D缺陷检测项目，一般是检测工件上指定区域的缺陷，但由于三维激光传感器的局限性，在扫描工件时候，高度超出量程、反光或者遮挡都会导致点云丢点，丢点的位置一般会用无效值代替。而这些无效值影响瑕疵检测，常见的三维激光传感器一般用很小的值表示无效值，这些无效值会被检测为深坑，造成误报。传统的视觉方法是填充一个固定的值，这种方法只适用于工件放平的情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种三维点云无效值填充方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0004]S1：获取点云图S和点云的有效值范围，并根据所述点云图S映射得到对应的深度图；
[0005]S2：根据所述点云的有效值范围对所述深度图进行预处理得到权重和图像W，并根据所述权重和图像W计算得到增益图像C；
[0006]S3：将所述深度图的无效值对应的权重进行无效化得到图像G；
[0007]S4：将所述图像G和所述增益图像C对应的像素点相乘得到图像D；
[0008]S5：判断所述填充图像D是否达到迭代次数，若否，则用所述填充图像D替换所述深度图返回步骤S2；若是，则输出所述填充图像D并将其作为最终的结果图。
[0009]优选地，所述点云的有效值范围为用于获取所述点云图S的装置的有效高度值范围。
[0010]优选地，在本专利技术所述的三维点云无效值填充方法中，所述步骤S2包括：
[0011]S21：根据所述点云的有效值范围对所述深度图进行二值化得到有效二值图像R；
[0012]S22：将所述图像R进行滤波处理得到权重和图像W；
[0013]S23：1除以所述权重和图像W得到所述增益图像C。
[0014]优选地，在本专利技术所述的三维点云无效值填充方法中，所述步骤S21包括：
[0015]根据所述点云的有效值范围判断所述有效二值图像R像素值对应的高度值范围，若像素值为1则表示其对应的高度值为有效值；若像素值为0则表示其对应的高度值为无效值。
[0016]优选地，在本专利技术所述的三维点云无效值填充方法中，所述步骤S3包括：
[0017]S31：将所述深度图的无效值设置为零得到图像F；
[0018]S32：对所述图像F进行滤波处理得到所述图像G。
[0019]优选地，在本专利技术所述的三维点云无效值填充方法中，所述步骤S31包括：
[0020]预设所述深度图有效像素值范围，根据所述有效像素值范围确定所述深度图的无效值。
[0021]优选地，所述滤波处理包括采用高斯滤波函数或均值滤波函数进行滤波处理。
[0022]本专利技术还构造一种三维点云无效值填充系统，包括：
[0023]深度图获取单元，用于获取点云图S和点云的有效值范围并根据所述点云图S映射得到对应的深度图；
[0024]增益图像获取单元，用于根据所述点云的有效值范围对所述深度图进行预处理并计算所述深度图中心点的位置权重得到增益图像C；
[0025]无效化处理单元，用于将所述深度图的无效值对应的权重进行无效化得到图像G；
[0026]填充单元，用于将所述图像G和所述增益图像C对应的像素点相乘得到填充图像D；
[0027]迭代判断单元，用于判断所述填充图像D是否达到迭代次数，若否，则用所述填充图像D替换所述深度图返回步骤S2；若是，则输出所述填充图像D并将其作为最终的结果图。
[0028]优选地，本专利技术还包括一种电子设备，其包括处理器和存储有计算机可读指令的存储器，所述处理器被配置在执行所述计算机可读指令时，执行如上述任一项所述的方法。
[0029]优选地，本专利技术还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。
[0030]本专利技术的有益效果为：本专利技术能够根据邻域的趋势信息填充孔洞，填充的值仍然保持原来的趋势且工件无需放平，无需设定填充值就能够自动填充自适应的值。
附图说明
[0031]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0032]图1是本专利技术一种三维点云无效值填充方法的流程图；
[0033]图2(a)为点云图S,图2(b)为传统视觉办法处理的结果图，图2(c)为本方法的最终处理结果图；
[0034]图3(a)是对点云图二值化得到的有效二值图像R，图3(b)为图3(a)的局部放大图，图3(c)为对3(b)进行滤波处理得到的权重和图像W，图3(d)为图2(a)的局部放大图，图3(e)为将无效值区域置为0的得到的图像F，图3(f)是对图3(e)图片进行滤波处理得到的图像G，图3(g)为最终的填充结果图(即图像D)，图3(h)为增益图像C，图3(I)为高斯滤波核权重图；
[0035]图4是本专利技术一种三维点云无效值填充系统的框图。
具体实施方式
[0036]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0037]需要说明的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0038]附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
[0039]在工业自动化机器视觉领域，产品瑕疵缺陷检测的需求相对而言是比较多且场景相对复杂的，由于三维激光传感器的缺陷，生成的点云图总会有无效值产生，传统的方法通过检测无效值区域，然后填充一个固定的值，而这个固定的值一般是计算全图有效值的均值获得。如图2(a)所示，这是一张常见的点云图，从图中可以看到，整个图中遍布着黑色的空洞，这些黑色空洞内部填充的都是无效值，这是由于三维激光传感器在金属表面产生反光的原因。传统视觉的办法是在这些黑色空洞中填充固定的值，这些固定的值选择则根据全图有效值的均值，如图2(b)所示，从图上可以看到，即使填充的孔洞，但空洞过度不均匀，填充的值和外边的值有明显的边界，这是由于工件没有放平，计算的均值无法适应这种情况。综合以上的因素，本专利技术一种三维点云无效值填充方法。如图2(c)所示，该方法通过一个高斯滤波，屏蔽无效值的影响，提取滤波核附近的值作为当前像素的填充的值，该方法有以下优点：
[0040]1、根据附近的有效值的高低趋势，填充符合趋势的值。
[0041]2、工件无需放平，无需设定填充值就能够自动填充自适应的值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维点云无效值填充方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取点云图S和点云的有效值范围，并根据所述点云图S映射得到对应的深度图；S2：根据所述点云的有效值范围对所述深度图进行预处理得到权重和图像W，并根据所述权重和图像W计算得到增益图像C；S3：将所述深度图的无效值对应的权重进行无效化得到图像G；S4：将所述图像G和所述增益图像C对应的像素点相乘得到填充图像D；S5：判断所述填充图像D是否达到迭代次数，若否，则用所述填充图像D替换所述深度图返回步骤S2；若是，则输出所述填充图像D并将其作为最终的结果图。2.根据权利要求1所述的三维点云无效值填充方法，其特征在于，所述点云的有效值范围为用于获取所述点云图S的装置的有效高度值范围。3.根据权利要求1所述的三维点云无效值填充方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21：根据所述点云的有效值范围对所述深度图进行二值化得到有效二值图像R；S22：将所述图像R进行滤波处理得到权重和图像W；S23：1除以所述权重和图像W得到所述增益图像C。4.根据权利要求3所述的三维点云无效值填充方法，其特征在于，所述步骤S21包括：根据所述点云的有效值范围判断所述有效二值图像R像素值对应的高度值范围，若像素值为1则表示其对应的高度值为有效值；若像素值为0则表示其对应的高度值为无效值。5.根据权利要求1所述的三维点云无效值填充方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31：将所述深度图的无效值设置为零得到图像F...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁杰南，麦浩晃，刘立峰，王典雄，
申请(专利权)人：昂视智能深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：