一种基于点云数据的3D扫描逆向建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112102493A(43)申请公布日2020.12.18(21)申请号202010906866.4(22)申请日2020.09.01(71)申请人南京梅森自动化科技有限公司地址211899江苏省南京市江北新区浦滨路150号中科创新广场20栋17楼(72)发明人朱永杰张岳珅孙文美(74)专利代理机构南京北辰联和知识产权代理有限公司32350代理人于忠洲(51)Int.Cl.G06T17/20(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于点云数据的3D扫描逆向建模方法(57)摘要本发明公开了一种基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，步骤包括：获取设备模块的各个组成单元的3D扫描点云数据；根据3D扫描点云数据建立各个组成单元的单元3D模型，并对单元近似度进行检测和模型调节；获取设备模块的各个组成单元的组装次序关系，并根据组装次序关系对各个单元3D模型进行依序编号；按照编号依次对各个单元3D模型进行3D模型组装构建设备模块的设备3D模型；对设备3D模型与设备模块进行设备近似度检测和模型调节；保存设备3D模型。基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，能够对设备模块进行三维建模，从而便于对设备模块的各个组成单元结构以及组装进行检验，提高组成单元的组装成功率。CN112102493ACN112102493A权利要求书1/3页1.一种基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，获取设备模块的各个组成单元的3D扫描点云数据；步骤2，根据各个组成单元的3D扫描点云数据建立各个组成单元的单元3D模型，并对各个单元3D模型与对应组成单元的单元近似度进行检测和模型调节，控制单元近似度在单元近似度阈值范围内；步骤3，获取设备模块的各个组成单元的组装次序关系，并根据组装次序关系对各个单元3D模型进行依序编号；步骤4，按照编号依次对各个单元3D模型进行3D模型组装构建设备模块的设备3D模型；步骤5，对设备3D模型与设备模块进行设备近似度检测和模型调节，控制设备近似度在设备近似度阈值范围内；步骤6，保存设备近似度在设备近似度阈值范围内的设备3D模型。2.根据权利要求1所述的基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，其特征在于，步骤2中，在对各个单元3D模型与对应组成单元的单元近似度进行检测和模型调节时，具体步骤为：步骤2.1，获取一个组成单元的单元实测数据，包括单元实测结构数据和单元外观材质；步骤2.2，获取与步骤2.1中组成单元对应的单元3D模型的单元模型结构数据；步骤2.3，计算各个对应位置处的单元模型结构数据与单元实测结构数据的单元误差值，并利用单元误差值计算该位置处的单元误差比例；步骤2.4，判断各个位置处的单元误差比例是否小于单元误差比例阈值，并根据判断结果调节或确定单元3D模型的单元模型结构数据；步骤2.5，根据调节或确定后的单元模型结构数据的单元误差比例计算单元3D模型与对应组成单元的单元近似度，再判断单元近似度是否在单元近似度阈值范围内，若超出单元近似度阈值范围，则调节单元误差比例阈值的大小，再返回步骤2.4，若在单元近似度阈值范围内，则进入步骤2.6；步骤2.6，将外观材质赋予当前单元3D模型，再返回步骤2.1进行另一个单元3D模型的单元近似度进行检测和模型调节。3.根据权利要求2所述的基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，其特征在于，步骤2.3中，利用单元误差值计算该位置处的单元误差比例的计算公式为：式中，Gi表示第i位置处的单元误差比例，Wi表示第i位置处的单元误差值，Ti表示第i位置处的单元实测结构数据，第i位置处的单元误差值的计算公式为：Wi＝|Hi-Ti|式中，Hi表示第i位置处的单元模型结构数据。4.根据权利要求2所述的基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，其特征在于，步骤2.4中，根据判断结果调节或确定单元3D模型的单元模型结构数据时，具体步骤为：步骤2.4.1，依次对各个位置处的单元误差比例与单元误差比例阈值进行比较，若某个位置处的单元误差比例小于单元误差比例阈值，则确定该位置处的单元模型结构数据不调2CN112102493A权利要求书2/3页节，若某个位置处的单元误差比例大于单元误差比例阈值，则记录该位置为待调节位置；步骤2.4.2，对各个待调节位置处的单元模型结构数据的单元误差比例进行大小排序，对大小排序的前30％单元模型结构数据进行替换调节，将单元实测结构数据直接替换该待调节位置处的单元模型结构数据。5.根据权利要求2所述的基于点云数据的3D扫描逆向建模方法，其特征在于，步骤2.5中，计算单元3D模型与对应组成单元的单元近似度时，具体的单元近似度计算公式为：式中，M表示单元近似度，n表示单元3D模型中需要