基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法.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CN105809668A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610027930.5(22)申请日2016.01.15(71)申请人武汉武大卓越科技有限责任公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区武大科技园4路6号(72)发明人李清泉曹民张德津林红陈颖(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人房德权(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)G06K9/32(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图8页(54)发明名称基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法(57)摘要本发明公开了一种基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法。包括利用基于线结构光扫描的三维测量传感器进行数据采集，数据预处理后得到物体表面的三维点云数据；消除异常数据、纹理对断面主轮廓提取的影响，准确获取了物体断面主轮廓；结合变形特征知识库，基于断面提取变形特征点得到二值图像，基于子块图像初步定位变形区域得到目标形态子块集；再对子块集内的变形特征点进行形态学操作，生成置信变形区域ROC，接着利用ROC的几何形态特征，进行区域生长还原目标，以保证变形区域检测的完整性；最后按预定义的变形特征，统计物体表面变形区域的变形特征值，从而准确获取物体变形的完整属性信息。CN105809668ACN105809668A权利要求书1/3页1.一种基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用基于线结构光扫描的三维测量传感器进行数据采集，实现同步测量同一姿态、同一时刻的断面轮廓；步骤2、对三维测量传感器测量的物体断面轮廓通过标定文件进行校正预处理，校正所述测量中因三维测量传感器安装偏差及激光线弧度引起的系统误差；步骤3、对所述预处理后的物体断面轮廓逐个提取其断面主轮廓；步骤4、基于断面轮廓特征，通过分析所述断面主轮廓与标准轮廓的偏差获取较大面积类变形的特征、通过分析预处理后断面轮廓与断面主轮廓的偏差获取较小面积类变形的特征，结合变形特征知识库，提取断面轮廓的变形特征点；步骤5、将所述变形特征点组成二值图像，并结合变形特征知识库，统计所述特征二值图像中各连通区域的长度、几何形态，再将所述特征二值图划分成互不重叠的图像子块，对于每个所述图像子块，如果所述图像子块中包含较长连通区域，或者所述图像子块中特征点形态具有目标形态特征，则将该子块标记为变形目标形态子块；步骤6、对变形目标形态子块集内的变形特征点进行形态学操作，并去掉长度较短的噪声区域,生成置信变形区域ROC；接着利用ROC的几何形态特征，进行区域生长还原目标；步骤7、按预定义的变形特征，统计物体表面变形区域的变形特征值，包括线性特征值、面阵特征值、变形程度。2.根据权利要求1所述的基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法，其特征在于，所述步骤4中，利用提取断面轮廓的变形特征点后，对变形特征知识库信息进行完善。3.根据权利要求1或2所述的基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法，其特征在于，所述步骤5中，还包括对变形特征知识库信息进行完善的步骤。4.根据权利要求1所述的基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括矫正物体断面轮廓上的异常零值点的步骤。5.根据权利要求1所述的基于线扫描三维点云的物体表面变形特征提取方法，其特征在于，所述步骤3，对所述预处理后的物体断面轮廓逐个提取其断面主轮廓，具体包括以下步骤：3-1、对预处理后的断面轮廓PPj,PPj＝{PPj1，PPj2，…,PPjn}，其中n为单个断面测量点个数，利用中值滤波，初步获取去除异常数据、纹理的参考断面轮廓RPj,RPj＝{RPj1，RPj2，…,RPjn}，其中n为单个断面测量点个数；3-2、计算预处理后的断面轮廓点到参考断面轮廓点的绝对距离Dj,Dj＝{Dj1，Dj2，…,Djn},其中,Dji＝|PPji-RPji|,i＝1,2,…,n,n为单个断面测量点个数；3-3、对计算的距离Dj中的元素按升序进行排序，形成新距离集合Sj,Sj＝{Sj1，Sj2，…,Sjn}，其中n为单个断面测量点个数；3-4、计算阈值Tj1，Tj1＝Sjk，k的值为n*p向上取整，p值为60％～98％，3-5、选择并生成新的轮廓点集合NPj,NPj＝{NPj1，NPj2，…,NPjn}，其中n为单个断面测量点个数；轮廓点集合NPj中元素取值按照如下公式进行计算；2CN105809668A权利要求书2/3页对选择的点轮廓点集合NPj进行均值滤波，从而得到断面主轮廓MPj,MPj＝{MPj1，MPj2，…,MPjn}，其中n为单个断面测量点个数。6.根据权利要求1所述的基