基于激光雷达的实时三维重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及物联网技术领域，公开了一种基于激光雷达的实时三维重建方法及装置，用于提高三维重建的准确率以及激光雕刻的准确率。所述方法包括：根据参数数据计算多个扫描角度；根据多个扫描角度进行全方位扫描，输出原始点云数据集；对原始点云数据集进行预处理，得到目标点云数据集；对目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并对特征点云数据进行三维重建，得到目标三维模型；根据目标三维模型选取待雕刻区域，并根据目标雕刻图案对待雕刻区域进行激光雕刻，得到目标物品；采集目标物品的表面图像，并根据表面图像对目标物品进行激光雕刻质量检验，得到质量检验结果。验结果。验结果。

【技术实现步骤摘要】
基于激光雷达的实时三维重建方法及装置


[0001]本专利技术涉及物联网
，尤其涉及一种基于激光雷达的实时三维重建方法及装置。

技术介绍

[0002]三维重建技术是当前各个领域的应用场合下的一项重要技术，其对于物品的三维建模具有重要作用。目前主流的三维重建技术是使用视觉传感器，比如单目相机和双目相机等，视觉传感器需要处理的数据量大，测量距离较小而且容易受环境光照影响，一般只能应用于室内环境下。
[0003]传统的三维建模技术是采用多台相机对目标物体的图像进行采集，采集目标图像之前需要对相机进行参数校验，校准过程十分复杂，运算量特别大，而且采集的图像没有任何约束条件，因此传统的三维建模技术复原的模型对物体的细节复原不到位，很难做到高精度的复原。由于三维建模的准确率较低导致在对物品进行激光雕刻时，极易发生错位、雕刻错误等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于激光雷达的实时三维重建方法及装置，用于提高三维重建的准确率以及激光雕刻的准确率。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种基于激光雷达的实时三维重建方法，所述基于激光雷达的实时三维重建方法包括：获取待处理物品的参数数据，并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率，以及根据所述物体曲率计算所述待处理物品的多个扫描角度；根据所述多个扫描角度，调用预置的激光雷达对所述待处理物品进行全方位扫描，输出每个扫描角度的点云数据，并对每个扫描角度的点云数据进行点云数据融合，生成所述待处理物品的原始点云数据集；对所述原始点云数据集进行离群点去除，得到标准点云数据集，并对所述标准点云数据集进行点云滤波，得到降噪点云数据集，以及对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集；对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行三维重建，得到所述待处理物品对应的目标三维模型；根据所述目标三维模型选取所述待处理物品的待雕刻区域，并获取目标雕刻图案，以及调用预置的激光雕刻机并根据所述目标雕刻图案对所述待雕刻区域进行激光雕刻，得到目标物品；采集所述目标物品的表面图像，并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提取，得到目标表征数据，以及对所述目标表征数据进行纹理特征提取，得到表面纹理特征；根据所述表面纹理特征对所述目标物品进行激光雕刻质量检验，得到所述目标物品对应的质量检验结果。
[0006]可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述获取待处理物品的参数数据，并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率，以及根据所述物体曲率计算所述待处理物品的多个扫描角度，包括：从预置的数据库中查询待处理物品的目标型号，并根
据所述目标型号获取所述待处理物品的参数数据；根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率；根据所述物体曲率将所述待处理物品分割为多个连续视觉区域；根据所述多个连续视觉区域确定所述待处理物品的多个扫描角度。
[0007]可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述对所述原始点云数据集进行离群点去除，得到标准点云数据集，并对所述标准点云数据集进行点云滤波，得到降噪点云数据集，以及对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集，包括：获取所述原始点云数据集中的多个目标点，并分别计算所述多个目标点之间的点距；根据所述点距确定离群点，并将所述原始点云数据集中的离群点进行去除，得到标准点云数据集；对所述标准点云数据集中的多个目标点进行领域均值计算，得到目标均值，并根据所述目标均值对所述标准点云数据集中的多个目标点进行点位修正，得到降噪点云数据集；计算所述降噪点云数据集的点云密度，并根据所述点云密度对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集。
[0008]可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行三维重建，得到所述待处理物品对应的目标三维模型，包括：从所述目标点云数据集中选取多个基点，并根据所述多个基点对所述目标点云数据集进行点云配准，得到点云配准后的数据集；对所述点云配准后的数据集进行特征点提取，得到特征点云数据；通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行点云卷积运算，得到多个特征像素值；根据所述多个特征像素值构建所述待处理物品的三维结构；对所述三维结构进行三维渲染，得到所述待处理物品的目标三维模型。
[0009]可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述采集所述目标物品的表面图像，并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提取，得到目标表征数据，以及对所述目标表征数据进行纹理特征提取，得到表面纹理特征，包括：采集所述目标物品的表面图像，并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提取，得到目标表征数据；将所述目标表征数据输入预置的卷积神经网络进行特征提取，得到特征表征数据；将所述特征表征数据输入预置的生成对抗网络进行特征还原，得到目标还原数据；对所述目标还原数据进行纹理特征识别和纹理特征提取，输出所述目标表征数据的表面纹理特征。
[0010]可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述表面纹理特征对所述目标物品进行激光雕刻质量检验，得到所述目标物品对应的质量检验结果，包括：根据所述表面纹理特征计算激光雕刻区域的位置数据、雕刻深度和表面平滑度；根据所述位置数据、所述雕刻深度和所述表面平滑度对所述目标物品进行激光雕刻质量检验，生成质量检验结果。
[0011]可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述基于激光雷达的实时三维重建方法还包括：根据所述目标雕刻图案对所述待雕刻区域进行图案映射，得到预雕刻区域；对所述预雕刻区域进行分区，得到多个分区，并获取所述多个分区的二维图案和每个分区的位置参数；通过所述激光雕刻机根据每个分区的位置参数对预雕刻区域进行定位，并控制所述激光雕刻机按照所述二维图案对所述预雕刻区域进行激光雕刻，得到目标物品。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种基于激光雷达的实时三维重建装置，所述基于激光雷达的实时三维重建装置包括：获取模块，用于获取待处理物品的参数数据，并根据所述参数
数据计算所述待处理物品的物体曲率，以及根据所述物体曲率计算所述待处理物品的多个扫描角度；扫描模块，用于根据所述多个扫描角度，调用预置的激光雷达对所述待处理物品进行全方位扫描，输出每个扫描角度的点云数据，并对每个扫描角度的点云数据进行点云数据融合，生成所述待处理物品的原始点云数据集；处理模块，用于对所述原始点云数据集进行离群点去除，得到标准点云数据集，并对所述标准点云数据集进行点云滤波，得到降噪点云数据集，以及对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集；提取模块，用于对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行三维重建，得到所述待处理物品对应的目标三维模型；雕刻模块，用于根据所述目标三维模型选取所述待处理物品的待雕刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的实时三维重建方法，其特征在于，所述基于激光雷达的实时三维重建方法包括：获取待处理物品的参数数据，并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率，以及根据所述物体曲率计算所述待处理物品的多个扫描角度；根据所述多个扫描角度，调用预置的激光雷达对所述待处理物品进行全方位扫描，输出每个扫描角度的点云数据，并对每个扫描角度的点云数据进行点云数据融合，生成所述待处理物品的原始点云数据集；对所述原始点云数据集进行离群点去除，得到标准点云数据集，并对所述标准点云数据集进行点云滤波，得到降噪点云数据集，以及对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集；对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行三维重建，得到所述待处理物品对应的目标三维模型；根据所述目标三维模型选取所述待处理物品的待雕刻区域，并获取目标雕刻图案，以及调用预置的激光雕刻机并根据所述目标雕刻图案对所述待雕刻区域进行激光雕刻，得到目标物品；采集所述目标物品的表面图像，并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提取，得到目标表征数据，以及对所述目标表征数据进行纹理特征提取，得到表面纹理特征；根据所述表面纹理特征对所述目标物品进行激光雕刻质量检验，得到所述目标物品对应的质量检验结果。2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法，其特征在于，所述获取待处理物品的参数数据，并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率，以及根据所述物体曲率计算所述待处理物品的多个扫描角度，包括：从预置的数据库中查询待处理物品的目标型号，并根据所述目标型号获取所述待处理物品的参数数据；根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率；根据所述物体曲率将所述待处理物品分割为多个连续视觉区域；根据所述多个连续视觉区域确定所述待处理物品的多个扫描角度。3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法，其特征在于，所述对所述原始点云数据集进行离群点去除，得到标准点云数据集，并对所述标准点云数据集进行点云滤波，得到降噪点云数据集，以及对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集，包括：获取所述原始点云数据集中的多个目标点，并分别计算所述多个目标点之间的点距；根据所述点距确定离群点，并将所述原始点云数据集中的离群点进行去除，得到标准点云数据集；对所述标准点云数据集中的多个目标点进行领域均值计算，得到目标均值，并根据所述目标均值对所述标准点云数据集中的多个目标点进行点位修正，得到降噪点云数据集；计算所述降噪点云数据集的点云密度，并根据所述点云密度对所述降噪点云数据集进行密度平均处理，得到目标点云数据集。
4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法，其特征在于，所述对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取，得到特征点云数据，并通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行三维重建，得到所述待处理物品对应的目标三维模型，包括：从所述目标点云数据集中选取多个基点，并根据所述多个基点对所述目标点云数据集进行点云配准，得到点云配准后的数据集；对所述点云配准后的数据集进行特征点提取，得到特征点云数据；通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行点云卷积运算，得到多个特征像素值；根据所述多个特征像素值构建所述待处理物品的三维结构；对所述三维结构进行三维渲染，得到所述待处理物品的目标三维模型。5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法，其特征在于，所述采集所述目标物品的表面图像，并根据所述表面图像对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽宇，罗冠清，
申请(专利权)人：创数深圳网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：