三维扫描的路径规划方法、设备及存储介质与流程

本申请涉及三维扫描，具体而言，涉及一种三维扫描的路径规划方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、扫描技术能够快速获取物体表面的三维数据，广泛应用于工业制造、质量检测和逆向工程等领域。随着智能制造的发展，越来越多企业采用机器人搭载三维扫描仪，实现对复杂零件的自动检测。为了高效完成扫描任务，需要预先规划合理的扫描路径，确保关键部位被完整覆盖，同时提升扫描效率。

2、目前常见的自动扫描路径规划方法主要有两类：一类是基于三维模型的三角网格进行区域划分，自动生成扫描轨迹；另一类是利用人工智能算法，如强化学习，逐步搜索最佳观测角度。这些方法通常以模型整体为基础，通过几何分析或智能优化来决定扫描路径的走向和顺序。

3、然而，现有的路径规划过程没有充分考虑实际扫描工艺要求，比如圆孔内壁需要多角度扫描、曲面需按曲率调整密度等，导致规划结果不符合实际检测需求，仍需人工反复修改；此外，现有技术难以精准响应关键检测位置的需求，造成冗余扫描或多轮调整，影响整体效率。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种三维扫描的路径规划方法、设备及存储介质，以解决现有技术中扫描路径规划没有考虑扫描工艺要求、效率低的问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供了一种三维扫描的路径规划方法，所述方法包括：

4、获取待扫描对象的多个待检测点的点信息以及扫描起始位置，所述待检测点散布于所述待扫描对象的表面不同区域，所述多个待检测点至少包括：关键特征点、尺寸测量点以及缺陷排查点，所述点信息包括：位置信息以及几何属性；

5、根据各所述待检测点的位置信息，对所述多个待检测点进行聚类处理，得到至少一个测点类簇；

6、根据各所述测点类簇中各待检测点的几何属性以及预设的扫描工艺约束，生成各所述测点类簇的局部扫描路径；

7、根据所述扫描起始位置以及各所述局部扫描路径，生成所述待扫描对象对应的目标扫描路径。

8、可选地，所述根据各所述待检测点的位置信息，对所述多个待检测点进行聚类处理，得到至少一个测点类簇，包括：

9、根据各所述待检测点的位置信息对所述多个待检测点进行去重处理，得到多个有效测点；

10、对所述多个有效测点进行聚类处理，得到所述至少一个测点类簇。

11、可选地，所述根据各所述待检测点的位置信息对所述多个待检测点进行去重处理，得到多个有效测点，包括：

12、根据扫描仪的当前视野范围，确定所述多个待检测点中处于所述当前视野范围内的多个初始待检测点；

13、根据各初始待检测点的位置信息，确定各所述初始待检测点的几何中心，并根据各所述初始待检测点的几何中心对各所述初始待检测点进行合并，得到多个中间待检测点；

14、根据各所述中间待检测点之间的距离，对所述多个中间待检测点进行去重，得到所述多个有效测点。

15、可选地，所述根据各所述测点类簇中各待检测点的几何属性以及预设的扫描工艺约束，生成各所述测点类簇的局部扫描路径，包括：

16、根据各所述测点类簇的几何属性，确定各所述测点类簇的特征类型，所述特征类型至少包括：孔位特征、平面特征、曲面特征、棱边特征；

17、根据各所述测点类簇的特征类型以及各特征类型对应的扫描工艺约束，对每个测点类簇生成局部扫描路径。

18、可选地，所述特征类型为孔位特征时，所述扫描工艺约束包括：在多个倾斜角度下围绕圆孔轴线分别扫描；

19、所述特征类型为平面特征时，所述扫描工艺约束包括：扫描路径垂直于平面法向；

20、所述特征类型为曲面特征时，所述扫描工艺约束包括：根据曲率变化动态调整扫描密度；

21、所述特征类型为棱边特征时，所述扫描工艺约束包括：从棱边两侧分别进行扫描。

22、可选地，所述方法还包括：

23、根据预设的权重约束信息为所述测点类簇中的各待检测点分配权重信息，所述权重信息用于指示所述待检测点在路径规划过程中的重要程度。

24、可选地，所述根据各所述测点类簇的特征类型以及各特征类型对应的扫描工艺约束，对每个测点类簇生成局部扫描路径，包括：

25、根据所述测点类簇中各待检测点的权重信息，确定各所述测点类簇的权重值；

26、根据各所述测点类簇的权重值，确定各所述测点类簇的路径生成顺序；

27、按照各所述测点类簇的路径生成顺序，根据各所述测点类簇的特征类型以及各特征类型对应的扫描工艺约束，依次对每个测点类簇生成局部扫描路径。

28、可选地，所述根据所述扫描起始位置以及各所述局部扫描路径，生成所述待扫描对象对应的目标扫描路径，包括：

29、从所述扫描起始位置开始，基于路径优化算法根据各所述局部扫描路径的路径生成顺序对各所述局部扫描路径进行拼接，得到所述待扫描对象对应的目标扫描路径，其中，所述路径优化算法的优化目标为扫描总路径长度最小和/或扫描总时间最小。

30、第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面中任一项所述的一种三维扫描的路径规划方法的步骤。

31、第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面中任一项所述的一种三维扫描的路径规划方法的步骤。

32、本申请的有益效果是：通过获取待检测点、对待检测点进行聚类、结合扫描工艺约束生成局部扫描路径、对局部扫描路径拼接得到目标扫描路径的闭环流程，实现了路径规划与实际扫描工艺的融合。通过以用户预设的待检测点为基本规划单元，摒弃了传统方法对整个cad模型进行盲目全覆盖扫描的模式，有效避免了冗余数据的采集，大幅提升了规划效率。同时，本申请通过将测点的几何属性与预设的扫描工艺约束相结合，能够针对不同的局部特征自适应生成合理的局部扫描路径，解决了现有技术中路径规划与实际扫描工艺脱节导致扫描质量不佳的问题。此外，本申请支持设定扫描起始位置，增强了人机协同的灵活性，能够引导机器人以最优路径执行任务，从而在保障高精度区域扫描质量的同时，实现了高效、高质量的自动化扫描。

33、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种三维扫描的路径规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述待检测点的位置信息，对所述多个待检测点进行聚类处理，得到至少一个测点类簇，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各所述待检测点的位置信息对所述多个待检测点进行去重处理，得到多个有效测点，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述测点类簇中各待检测点的几何属性以及预设的扫描工艺约束，生成各所述测点类簇的局部扫描路径，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述特征类型为孔位特征时，所述扫描工艺约束包括：在多个倾斜角度下围绕孔位轴线分别扫描；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据各所述测点类簇的特征类型以及各特征类型对应的扫描工艺约束，对每个测点类簇生成局部扫描路径，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描起始位置以及各所述局部扫描路径，生成所述待扫描对象对应的目标扫描路径，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至8中任一项所述一种三维扫描的路径规划方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至8中任一项所述一种三维扫描的路径规划方法的步骤。