一种待测模型的圆柱面定位方法及抓取方法技术

一种待测模型的圆柱面定位方法，包括：获得柱塞泵转子油窗孔外径的要求尺寸、油窗孔内径的要求尺寸和油窗包角的要求尺寸，根据油窗孔外径的要求尺寸、油窗孔内径的要求尺寸和油窗包角的要求尺寸计算油窗宽度的要求尺寸；在柱塞泵转子油窗孔加工完成以后，检测柱塞泵转子油窗宽度的测量尺寸；判定：当油窗宽度的测量尺寸与油窗宽度的要求尺寸处于预设误差范围内时，零件合格。本公开通过常用的量具卡尺即可测量油窗宽度，从而判断油窗包角尺寸是否合格，成本低，测量方便。同时也可以精确计算油窗包角。窗包角。窗包角。

【技术实现步骤摘要】
一种待测模型的圆柱面定位方法及抓取方法


[0001]本公开属于模型分析
，具体涉及一种待测模型的圆柱面定位方法及抓取方法。

技术介绍

[0002]目前危险物处置机器人、操作机器人等机器人的主要操作方式还是通过远程遥控进行，安装在车体上的摄像头采集完图像后，通过无线图传发送给远程操控终端并显示，操作人员通过图像反馈或者机械手与被抓取物体的相对距离，并遥控机器人进行抓取，由于对物体图像采集后识别物体的圆柱面较为困难，整体过程较为繁琐而且容易出现误操作。
[0003]现有的圆柱面分割技术主要是基于PCL开源库中的算法，主要思想是从给定的点云中随机抽取两个带法向量的点，通过这两个法向量点求取出一个圆柱模型，将点云中其他点带入这个模型，如果有足够多的点在这个圆柱模型上，那么这个模型就是一个正确的圆柱模型，如果没有就重新选取，直到找到一个正确的圆柱模型。这种技术存在如下问题：1.如果存在多个圆柱面，找到的圆柱面不一定是要抓取的圆柱面；2.全程在CPU上进行串行计算，耗时极大，即使限定了查找范围，找到一个圆柱面约在十几秒时间到几十秒时间。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本公开的目的在于解决对具有圆柱面特征物体的分割定位的问题，通过采集的物体模型准确识别圆柱面的位置。
[0005]为了实现本公开的目的，本公开所采用的技术方案如下：
[0006]一种待测模型的圆柱面定位方法，包括：
[0007]获取待测模型上的点云数据，所述点云数据包括多个点的点参数；
[0008]从所述点云数据中选择一个处于指定圆柱面上的点作为选择点；
[0009]获得所述选择点和所述选择点附近的多个相邻点的点参数；
[0010]基于选择点和多个所述相邻点的点参数获得多个圆柱模型；
[0011]遍历所有所述圆柱模型，将所述点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，符合所述当前圆柱模型的点作为符合点，记录所述符合点的个数，获得每个圆柱模型和对应的符合点数量的关系；
[0012]判断符合点数量最多的所述圆柱模型的定位数据是所述指定圆柱面所在的圆柱模型的定位数据。
[0013]可选地，所述点参数包括点的坐标和法线方向；
[0014]所述获取待测模型上的点云数据，包括：
[0015]通过深度相机采集所述待测模型的深度图像；
[0016]基于深度图像通过深度相机的内参计算所有点的坐标；
[0017]对每个点根据其相邻点求取所述点的法线方向。
[0018]可选地，所述基于深度图像通过深度相机的内参计算所有点的坐标，对每个点根
据其相邻点求取所述点的法线方向，包括：
[0019]在GPU中为所述深度图中的每个待测点创造一个线程，每个线程计算一个所述待测点的点参数，多个所述待测点及其点参数作为点云数据中的点及其点参数。
[0020]可选地，所述基于选择点和多个所述相邻点的点参数获得多个圆柱模型，包括：
[0021]获得圆柱模型：基于选择点的法线方向和其中一个所述相邻点的法线方向获得圆柱模型的中轴线；基于选择点和所述中轴线获得所述圆柱模型的圆柱半径；基于所述中轴线和所述圆柱半径获得所述圆柱模型；
[0022]基于所述获得圆柱模型的步骤，获得每个所述相邻点对应的圆柱模型。
[0023]可选地，所述获得圆柱模型的步骤之后，还验证所述圆柱模型是否正确。
[0024]可选地，所述验证所述圆柱模型是否正确，包括：
[0025]求取另一所述相邻点到所述圆柱模型的中轴线的距离是否等于所述圆柱模型的圆柱半径，若否，抛弃所述圆柱模型，执行下一个圆柱模型的计算。
[0026]可选地，所述将所述点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，符合所述当前圆柱模型的点作为符合点，包括：
[0027]将所述点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，若当前点到当前圆柱模型的中轴线的距离等于所述当前圆柱模型的半径，则所述当前点是符合点。
[0028]可选地，所述将所述点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，符合所述当前圆柱模型的点作为符合点，还包括：
[0029]为所述点云数据中的每个点在GPU中开启一个线程，每个所述线程判断一个所述点是否符合所述当前圆柱模型。
[0030]可选地，判断符合点数量最多的所述圆柱模型是所述指定圆柱面所在的圆柱模型，还执行：
[0031]将满足所述圆柱面所在的圆柱模型的符合点染为统一色。
[0032]本公开还提供一种圆柱面抓取方法，基于上述的待测模型的圆柱面定位方法，获得所述指定圆柱面所在的圆柱模型的定位数据，基于所述指定圆柱面所在的圆柱模型的定位数据，通过抓取装置抓取圆柱面。
[0033]本公开中，通过以选择点和附近的多个相邻点获得多个圆柱模型，多个圆柱模型中必定有一个是最接近的实际圆柱面的模型，通过遍历所有所述圆柱模型，将点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，判断符合点数量最多的圆柱模型是最符合实际圆柱面的圆柱模型。通过本方法，解决对具有圆柱面特征物体的分割定位的问题，通过采集的物体模型的点云数据识别圆柱面的准确位置。
附图说明
[0034]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0035]图1是本公开中待测模型的圆柱面定位方法的方法原理图；
[0036]图2是本公开中圆柱面抓取方法的方法原理图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
[0038]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
[0039]参阅图1所示，一种待测模型的圆柱面定位方法，可以识别待测模型上的圆柱面，适合用于机器人抓取零件的场景、3D扫描场景等，定位方法包括：
[0040]S1、获取待测模型上的点云数据，点云数据包括多个点的点参数；待测模型可以是零部件、玩具等，点云数据可以是通过深度相机采集，也可以是接触或非接触三维扫描仪等，点参数可以包括点的坐标和法线方向，也可以包括如颜色、温度等参数；
[0041]以采用深度相机为例示例性介绍获取待测模型上的点云数据的步骤，包括：
[0042]S11、自定义点云数据结构，其中：
[0043]点的三维坐标：
[0044]p＝[x,y,z]T
[0045]式中，x,y,z分别是点的三维坐标；
[0046]点的色彩：
[0047]c＝[r,g,b][0048]式中，r,g,b分别表示点的RGB色值；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种待测模型的圆柱面定位方法，其特征在于，包括：获取待测模型上的点云数据，所述点云数据包括多个点的点参数；从所述点云数据中选择一个处于指定圆柱面上的点作为选择点；获得所述选择点和所述选择点附近的多个相邻点的点参数；基于选择点和多个所述相邻点的点参数获得多个圆柱模型；遍历所有所述圆柱模型，将所述点云数据中的所有点带入当前所述圆柱模型中，符合所述当前圆柱模型的点作为符合点，记录所述符合点的个数，获得每个圆柱模型和对应的符合点数量的关系；判断符合点数量最多的所述圆柱模型的定位数据是所述指定圆柱面所在的圆柱模型的定位数据。2.如权利要求1所述的待测模型的圆柱面定位方法，其特征在于，所述点参数包括点的坐标和法线方向；所述获取待测模型上的点云数据，包括：通过深度相机采集所述待测模型的深度图像；基于深度图像通过深度相机的内参计算所有点的坐标；对每个点根据其相邻点求取所述点的法线方向。3.如权利要求2所述的待测模型的圆柱面定位方法，其特征在于，所述基于深度图像通过深度相机的内参计算所有点的坐标，对每个点根据其相邻点求取所述点的法线方向，包括：在GPU中为所述深度图中的每个待测点创造一个线程，每个线程计算一个所述待测点的点参数，多个所述待测点及其点参数作为点云数据中的点及其点参数。4.如权利要求1所述的待测模型的圆柱面定位方法，其特征在于：所述基于选择点和多个所述相邻点的点参数获得多个圆柱模型，包括：获得圆柱模型：基于选择点的法线方向和其中一个所述相邻点的法线方向获得圆柱模型的中轴线；基于选择点和所述中轴线获得所述圆柱模型的圆柱半径；基于所述中轴线和所述圆柱半径获得所述圆柱模型；基...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢加伟，王芳，李硕，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：