行的點云數據，不再對該行點云數據進行處理；
S4.2.2:計算每個點的灰度值跟平均灰度值的差值，如果一行點云數據中超過一定數值的點的個數超過預設的數量，則認為該行點云數據可能存在識別標簽，把該行點云數據存儲在預定義的數據結構中，進入S4.3進行塊處理，否則返回S4.1讀取下一行的點云數據；S4.3:在S4.2用行處理的方法獲取可能存在標簽的行的點云數據后，用塊處理的方法來獲取可能的識別標簽區(qū)域，如圖3所示，塊處理具體包括以下步驟:
S4.3.1:判斷該行點云數據中是否存在未處理的點，如果存在則獲取一個點的信息，進入S4.3.2進行處理，如果不存在未處理的點，則退出數據的塊處理；
54.3.2:如果獲取的點與已存儲的點云數據都屬于同一行，則判斷是否與已經存儲的點云數據的列是否可能存在相關關系，若存在相關關系則存儲并返回S4.3.1獲取下一個處理點；如果獲取的點與已存儲數據不屬于同一行，則進入S4.3.3;
54.3.3:獲取的點與已存儲數據不屬于同一行，判斷獲取點與已存儲點的行和列之間是否可能存在相關關系，若存在相關關系則存儲該點并返回S4.3.1獲取下一個處理點；如果不相關，則進入S4.3.4對已存儲的點云數據進行處理；
S4.3.4:當存儲的點云數據間超過預設的行數和列數，點的個數超過預設的點數，則認為這些點具備構成標簽圖形的條件，即符合識別標簽的特征，則對這個局部區(qū)域即小標簽點的信息進行存儲，存儲的信息包括最大值、最小值和中間值等;如果不具備構成識別標簽的條件，則不進行處理;處理結束后返回S4.1獲取下一行需要處理的點云數據。
[0021 ] S4.4:經過行處理和塊處理后，即可獲得掃描文件里所有的可能為識別標簽的區(qū)域信息，由于在復雜的工業(yè)環(huán)境中存在干擾，檢測的識別標簽總的數量會多于布置的識別標簽數量，因此，還需要根據識別標簽放置的位置信息，采用相應的處理規(guī)則來確定各個識別標簽的坐標位置信息。
[0022]S5:曲面數據提取:根據識別標簽的坐標得到加工板的點云數據，通過去噪處理和平滑處理對加工板的邊緣數據進一步處理獲得高精度的曲面點云數據。
[0023]在具體實施過程中，由獲取的識別標簽的坐標對掃描文件進行點云預處理即可得到曲面的大致取值范圍，根據加工板的灰度值對加工板的邊界進行初步的去噪處理，再根據加工板點與點間X軸，y軸和z軸的相關關系對加工板的邊界再次進行平滑處理，提取出加工板準確可用的三維曲面數據。
[0024]與現有技術相比，本發(fā)明技術方案的有益效果是:本發(fā)明提供一種水火彎板曲面提取方法，通過在加工板上設置識別標簽，采用3D紅外掃描技術對加工場景采集海量三維點云數據，使點偏差問題得到緩解;在確定加工區(qū)域后，通過行處理和塊處理來分析數據，使數據分析和處理速度快;根據識別標簽的特征來提取識別標簽，在提取識別標簽的基礎上獲取加工板的邊界，再經過邊緣處理，最終獲取準確可用的加工板三維點云數據。通過本發(fā)明的方法，可實現海量點云數據下，加工曲面數據的高精度提取，在控制處理時間的同時提高精度，提取結果精度和準確度高。
[0025]相同或相似的標號對應相同或相似的部件；
附圖中描述位置關系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種水火彎板曲面提取方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:標簽設定:在加工板上放置多個識別標簽； S2:數據采集:采用3D激光掃描技術采集包括加工板在內的整個場景的三維點云數據； S3:加工區(qū)域確定:根據水火彎板機的加工區(qū)域確定加工板可能存在的區(qū)域； S4:標簽坐標提取:采用行處理方法對點云數據進行第一步處理;在行處理的基礎上采用塊處理方法對點云數據進行第二步處理，從而獲得識別標簽的坐標； S5:曲面數據提取:根據識別標簽的坐標得到加工板的點云數據，通過去噪處理和平滑處理對加工板的邊緣數據進一步處理獲得高精度的曲面點云數據。2.根據權利要求1所述的水火彎板曲面提取方法，其特征在于，步驟S1中，所述識別標簽的數目為6個，分別位于加工板的四個頂點和加工板沿水火彎板機X軸加工方向的兩個中點。3.根據權利要求1所述的水火彎板曲面提取方法，其特征在于，步驟S1中，所述識別標簽的灰度值與加工板的灰度值的差值大于預設的灰度差閾值。4.根據權利要求1所述的水火彎板曲面提取方法，其特征在于，步驟S3中，水火彎板機有一個確定的加工區(qū)域，3D激光掃描儀安裝在水火彎板機上，根據位移量和水火彎板機的加工區(qū)域可以確定一個精確的加工區(qū)域，即加工板可能存在的區(qū)域。5.根據權利要求1所述的水火彎板曲面提取方法，其特征在于，步驟S4中，具體包括以下步驟: S4.1:當還有未處理的加工板的點云數據時，讀取一行加工板的點云數據，所述點云數據中包含了行號、列號、X軸坐標、y軸坐標、2軸坐標和灰度值； 當加工板的點云數據都處理結束時，跳轉到S4.4; S4.2:對于步驟S4.1讀取的一行加工板的點云數據，用行處理的方法對該行的點云數據進行處理，行處理具體包括以下步驟: S4.2.1:對該行的點云數據，計算所有點的灰度的平均值并標記最大的點的灰度值，如果最大值跟平均值之間的差值超過一定量，則認為該行的點云數據可能存在識別標簽的點，進入S4.2.2處理，否則繼續(xù)返回S4.1讀取下一行的點云數據；S4.2.2:計算每個點的灰度值跟平均灰度值的差值，如果一行點云數據中超過一定數值的點的個數超過預設的數量，則認為該行點云數據可能存在識別標簽，把該行點云數據存儲在預定義的數據結構中，進入S4.3進行塊處理，否則返回S4.1讀取下一行的點云數據；S4.3:在S4.2用行處理的方法獲取可能存在標簽的行的點云數據后，用塊處理的方法來獲取可能的識別標簽區(qū)域，塊處理具體包括以下步驟: S4.3.1:判斷該行點云數據中是否存在未處理的點，如果存在則獲取一個點的信息，進入S4.3.2進行處理，如果不存在未處理的點，則退出數據的塊處理； S4.3.2:如果獲取的點與已存儲的點云數據都屬于同一行，則判斷是否與已經存儲的點云數據的列是否可能存在相關關系，若存在相關關系則存儲并返回S4.3.1獲取下一個處理點；如果獲取的點與已存儲數據不屬于同一行，則進入S4.3.3; S4.3.3:獲取的點與已存儲數據不屬于同一行，判斷獲取點與已存儲點的行和列之間是否可能存在相關關系，若存在相關關系則存儲并返回S4.3.1獲取下一個處理點；如果不相關，則進入S4.3.4對已存儲的點云數據進行處理； S4.3.4:當存儲的點云數據間超過預設的行數和列數，點的個數超過預設的點數，則認為這些點具備構成標簽圖形的條件，即符合識別標簽的特征，則對這個局部區(qū)域即小標簽點的信息進行存儲，存儲的信息包括最大值、最小值和中間值等;如果不具備構成識別標簽的條件，則不進行處理;處理結束后返回S4.1獲取下一行需要處理的點云數據； S4.4:經過行處理和塊處理后，即可獲得掃描文件里所有的可能為識別標簽的區(qū)域信息，由于在復雜的工業(yè)環(huán)境中存在干擾，檢測的識別標簽總的數量會多于布置的識別標簽數量，因此，還需要根據識別標簽放置的位置信息，采用相應的處理規(guī)則來確定各個識別標簽的坐標位置信息。6.根據權利要求1所述的水火彎板曲面提取方法，其特征在于，步驟S5中，由獲取的識別標簽的坐標對掃描文件進行點云預處理即可得到曲面的大致取值范圍，根據加工板的灰度值對加工板的邊界進行初步的去噪處理，再根據加工板點與點間X軸，y軸和z軸的相關關系對加工板的邊界再次進行平滑處理，提取出加工板準確可用的三維曲面數據。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水火彎板曲面提取方法，通過在加工板上設置識別標簽，采用3D紅外掃描技術對加工場景采集海量三維點云數據，使點偏差問題得到緩解；在確定加工區(qū)域后，通過行處理和塊處理來分析數據，使數據分析和處理速度快；根據識別標簽的特征來提取識別標簽，在提取識別標簽的基礎上獲取加工板的邊界，再經過邊緣處理，最終獲取準確可用的加工板三維點云數據。通過本發(fā)明的方法，可實現海量點云數據下，加工曲面數據的高精度提取，在控制處理時間的同時提高精度，提取結果精度和準確度高。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號】CN105444692
【申請?zhí)枴緾N201510797446
【發(fā)明人】程良倫, 吳偉波, 徐金雄, 王濤
【申請人】廣東工業(yè)大學, 中船海洋與防務裝備股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月18日