【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉领域，特别是涉及一种快速3d孔洞检测方法、系统、计算机设备及介质。
技术介绍
1、三维定位技术作为计算机图形学领域的研究热点，近年越来越多被应用于工业生产。圆孔是工件上常见的特征形状，常常被用作焊接点或装配点。因此，对三维孔洞的精确定位是实现自动焊接，自动装配的重要步骤。
2、在传统的三维孔洞检测中，需要先制作孔洞的三维模型，再根据模型特征信息在点云中搜索。这种方法的检测结果精度较差，且检测耗时过长。
3、因此，现有技术还有待进一步改进和提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种快速3d孔洞检测方法，实现对三维孔洞的精准快速检测，并提升检测时间。
2、为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供一种快速3d孔洞检测方法、系统、计算机设备及介质。
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种快速3d孔洞检测方法，所述方法包括以下步骤：
4、将圆孔检测区域的点云转换为同等尺寸的点云深度图；
5、根据所述点云深度图，构建哈尔特征；
6、根据所述哈尔特征，检测点云中符合圆孔特征的点云片区；
7、将所述点云片区投影到平面投影图，并基于所述平面投影图，计算圆内周和圆外周上的点坐标；
8、根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测孔洞的圆心位置，将所述圆心所对应的圆作为孔洞检测结果。
9、进一步地，所述根据所述点云深
10、将圆孔检测区域分为圆内周、圆外周和孔洞内；
11、根据孔洞直径计算圆内周各个特征块的尺寸；以及根据所述圆内周各个特征块的尺寸计算圆外周各个特征块的尺寸和孔洞内各个特征块的尺寸；
12、计算所述圆内周、圆外周和孔洞内各个特征块的像素区域灰度均值；
13、将圆内周特征块和相邻圆外周特征块的像素区域灰度均值的差值，作为圆孔检测区域的哈尔特征。
14、进一步地，所述圆孔特征包括第一圆孔特征和第二圆孔特征；所述第一圆孔特征为圆外周高于圆内周，所述第二圆孔特征为圆内周高于孔洞；其中，
15、所述根据所述哈尔特征，检测点云中符合圆孔特征的点云片区的步骤，包括：
16、根据圆外周和圆内周对应的哈尔特征，判断是否符合第一圆孔特征，若符合
17、则根据孔洞内和圆外周对应的哈尔特征，判断是否符合第二圆孔特征，若符合则将同时符合所述第一圆孔特征和第二圆孔特征的各特征块组成点云片区。
18、进一步地，所述将所述点云片区投影到平面投影图的步骤，包括：
19、从所述点云片区中选取孔洞直径预定倍数范围内的点云用于拟合平面；
20、将用于拟合平面的点投影到所述平面，得到所述平面投影图。
21、进一步地，所述根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测圆心位置的步骤，还包括：
22、根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，对各个点进行第一数量等分，若第一数量等分点满足第一圆孔特征，则继续对满足所述第一圆孔特征的第一数量等分点以倍数形式进行细分，直至细分到预定数量等分点且所述预定数量等分点满足第一圆孔特征；
23、根据预定数量所述等分点所对应的圆内周和圆外周的像素区域灰度均值之和，检测圆心位置。
24、进一步地，所述根据所述圆周梯度，检测圆心位置的步骤之后，还包括：
25、根据检测的圆心和对应的圆周，确定原始圆；
26、将所述原始圆向外各个方向移动预定距离，生成多个衍生圆；
27、将所述原始圆和多个所述衍生圆投影到相机图像；
28、计算图像投影点到图像边缘的距离和；
29、选择距离和最小的圆作为孔洞检查结果。
30、进一步地，按照如下公式，将所述原始圆和多个所述衍生圆投影到相机图像：
31、pnt2d_x＝pnt3d_x*fx/pnt3d_z+u0
32、pnt2d_y＝pnt3d_y*fy/pnt3d_z+v0
33、其中，pnt2d_x和pnt2d_y分别为图像像素坐标，pnt3d_x、pnt3d_和pnt3d_z为三维点坐标，(fx,fy)为相机焦距，(u0,v0)为相机主点。
34、按照如下公式，计算图像投影点到图像边缘的距离和：
35、
36、其中，edgei为离pnt2di最近的边缘点坐标，k为总点数。
37、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种快速3d孔洞检测系统，所述系统包括：
38、点云转换模块，用于将圆孔检测区域的点云转换为同等尺寸的点云深度图；
39、哈尔特征构建模块，用于根据所述点云深度图，构建哈尔特征；
40、点云片区检测模块，用于根据所述哈尔特征，检测点云中符合圆孔特征的点云片区；
41、投影模块，用于将所述点云片区投影到平面投影图，并基于所述平面投影图，计算圆内周和圆外周上的点坐标；
42、孔洞检测模块，用于根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测孔洞的圆心位置，将所述圆心所对应的圆作为孔洞检测结果。
43、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
44、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
45、上述本专利技术申请提供了一种快速3d孔洞检测方法、系统、计算机设备和存储介质，通过将圆孔检测区域的点云转换为同等尺寸的点云深度图；根据所述点云深度图，构建哈尔特征；根据所述哈尔特征，检测点云中符合圆孔特征的点云片区；将所述点云片区投影到平面投影图，并基于所述平面投影图，计算圆内周和圆外周上的点坐标；根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测孔洞的圆心位置，将所述圆心所对应的圆作为孔洞检测结果，与现有技相比，本专利技术申请通过使用harr特征模板在点云上快速定位出孔洞的位置，再使用串级boost分类技术精确定位孔洞，最后使用二维图像边缘进一步提高了检测精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述根据所述点云深度图，构建哈尔特征的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述圆孔特征包括第一圆孔特征和第二圆孔特征；所述第一圆孔特征为圆外周高于圆内周，所述第二圆孔特征为圆内周高于孔洞；其中，
4.根据权利要求1所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述将所述点云片区投影到平面投影图的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测圆心位置的步骤，还包括：
6.根据权利要求5所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，所述根据所述圆周梯度，检测圆心位置的步骤之后，还包括：
7.根据权利要求6所述的快速3D孔洞检测方法，其特征在于，按照如下公式，将所述原始圆和多个所述衍生圆投影到相机图像：
8.一种快速3D孔洞检测系统，其特征在于，所述系统包括：>
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种快速3d孔洞检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的快速3d孔洞检测方法，其特征在于，所述根据所述点云深度图，构建哈尔特征的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的快速3d孔洞检测方法，其特征在于，所述圆孔特征包括第一圆孔特征和第二圆孔特征；所述第一圆孔特征为圆外周高于圆内周，所述第二圆孔特征为圆内周高于孔洞；其中，
4.根据权利要求1所述的快速3d孔洞检测方法，其特征在于，所述将所述点云片区投影到平面投影图的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的快速3d孔洞检测方法，其特征在于，所述根据所述圆内周和圆外周上的点坐标，计算圆周梯度，并根据所述圆周梯度，检测圆心位置的步骤，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：李楚翘，邓亮，陈先开，冯良炳，张金凯，钟海威，
申请(专利权)人：深圳辰视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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