【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于点云分割，具体涉及一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法及系统。
技术介绍
1、目前，在工业生产中，软包垛是很常见的场景。现阶段针对软包垛如水泥软包垛之类的料包拆垛，主要通过人工拆垛或是将垛包码放整齐，让机器人走固定轨迹去进行拆垛，不具备实时性。无序摆放软包堆的拆垛的难点在于不能得到软包的坐标，即不能对无序摆放的软包堆进行分割，从而获取每个软包的具体坐标，这是当前研究的主要难点。在使用机器人去进行拆垛时需要获取到软包的三维坐标，就需要采用三维点云技术来进行处理，当前通过三维点云技术对软包堆进行处理时，由于软包容易形变的特点，所以会存在软包紧密贴合导致界限不清晰，使得通过三维点云技术对近邻软包堆进行点云分割时，会有严重的欠分割问题。
2、如何实现克服近邻软包点云分割时的欠分割问题是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，本专利技术提供了一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法及系统，本专利技术基于区域生长算法的法线限制条件，增加限制条件以增强对区域生长过程中种子生长的限制，进而实现对近邻软包点云的精确分割，从而克服近邻软包点云分割时欠分割的难题。
2、为了实现预期效果，本专利技术采用了以下技术方案：
3、本专利技术公开了一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，包括：
4、s1.采用超体素分割与局部几何特征分析相结合的方法提取目标软包的点云的凹陷区域；
5、s2.
6、s3.选取非凹陷区域最小曲率点作为初始种子点；
7、s4.所述初始种子点基于其法线约束和最近的凹陷区域所拟合的曲线约束进行区域生长，从而实现对目标软包的精准点云分割。
8、进一步地，所述s1包括：
9、s1.1.针对目标软包的点云，应用超体素分割算法将原始点云数据细分为若干小块区域；
10、s1.2.通过点云表面曲率计算筛选出每个小块区域中高曲率值最大的点；
11、s1.3.通过所述高曲率值最大的点的法线夹角判断其所在小块区域的凹凸性；
12、s1.4.当所述法线夹角大于第一阈值时，则所述高曲率值最大的点所在的小块区域为凹陷区域。
13、进一步地，还包括：s1.5.通过点云法线变化速度来进一步判断小块区域的凹凸性。
14、进一步地，当小块区域中的点云法线变化速度超过第二阈值，则认为该小块区域为凹陷区域。
15、进一步地，所述s1.3具体包括：
16、s1.3.1.获得点云集p中的点p1及其法向量v1；
17、s1.3.2.通过kd树搜索算法来搜索点p1的邻域点，近邻搜索得到最近预设个点的坐标索引，然后利用这预设个点来生成第一空间平面；
18、s1.3.3.使用点p1对第一空间平面进行投影得到投影点p2，点p2与点p1构成检测向量v2；
19、s1.3.4.计算v1和v2的夹角，当所述夹角小于第三阈值时，则点p1位于凹陷区域。
20、进一步地，所述s2包括：对提取的凹陷区域采用优化后的b样条曲线进行拟合。
21、进一步地，所述对提取的凹陷区域采用优化后的b样条曲线进行拟合包括：
22、选取代表凹陷区域主要形状的关键点作为控制点；
23、根据点云的分布特性，调整节点向量来优化所拟合曲线的光滑度和拟合精度；
24、对控制点分配不同的权重，使所拟合的曲线尽可能符合真实凹陷区域。
25、进一步地，所述法线约束包括：通过设置法线夹角阈值来反映凹陷区域内部的最大法线变化容忍度。
26、进一步地，所述最近的凹陷区域所拟合的曲线约束包括：通过计算初始种子点到所拟合曲线的最短距离确定最近凹陷区域。
27、本专利技术还公开了一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割系统，包括：
28、采集模块，用于采集目标软包的点云数据；
29、点云分割模块，用于根据上述任一项所述方法进行点云分割。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法及系统，针对点云区域生长算法进行改进，通过提取点云的凹陷区域，然后对凹陷区域进行曲线拟合，最后选择合适的种子，使种子基于最近凹陷区域约束条件进行区域生长。本专利技术基于三维点云技术，实现对工业软包堆中的无序摆放的软包对象进行精准点云分割，克服欠分割现象。
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1.一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，还包括：S1.5.通过点云法线变化速度来进一步判断小块区域的凹凸性。
3.如权利要求2所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，当小块区域中的点云法线变化速度超过第二阈值，则认为该小块区域为凹陷区域。
4.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述S1.3具体包括：
5.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述S2包括：对提取的凹陷区域采用优化后的B样条曲线进行拟合。
6.如权利要求5所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述对提取的凹陷区域采用优化后的B样条曲线进行拟合包括：
7.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述法线约束包括：通过设置法线夹角阈值来反映凹陷区域内部的最大法线变化容忍度。
8.如权利要求1
9.一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，还包括：s1.5.通过点云法线变化速度来进一步判断小块区域的凹凸性。
3.如权利要求2所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，当小块区域中的点云法线变化速度超过第二阈值，则认为该小块区域为凹陷区域。
4.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述s1.3具体包括：
5.如权利要求1所述一种应用于工业无序摆放软包堆的点云分割方法，其特征在于，所述s2包括：对提取的凹陷区...
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