一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法与流程

技术特征：
1.一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，获取待修复的焊板点云的图像；步骤s2，创建点云包围框，识别焊板点云的边界，采用一个二维包围框将所述焊板点云完全包围；步骤s3，计算点云密度，将所述二维包围框划分为多个栅格，所述栅格的大小与焊板点云的密度相同；步骤s4，根据所述焊板点云，拟合焊板平面方程，并根据所述栅格的编号将所述栅格与焊板对应；步骤s5，遍历所述焊板点云中的点，根据点的坐标将所述点划分至对应的所述栅格中；步骤s6，遍历所述栅格，当栅格为非空时，不需要补点，当栅格为空时，则在栅格中补点。2.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s1中，将轮廓扫描仪安装在移动平台上，控制移动平台沿焊缝匀速移动，从而带动轮廓扫描仪的传感器扫描获取数据，并转换成所述焊板点云的图像。3.根据权利要求2所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：通过将轮廓扫描仪的激光长度l，数据列数n，轮廓扫描仪的采样频率f以及移动平台的运动速度v代入下列公式计算，从而标定焊板点云中两点之间x，y坐标的实际距离，将轮廓扫描仪的传感器扫描获取数据转换成所述焊板点云的图像，y_step＝v
·
f其中，x_step,y_step表示两点之间x，y坐标的实际距离。4.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s2中，通过计算整个焊板点云x，y方向的最值，确定所述二维包围框的四个角点，从而创建点云包围框。5.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s3中，通过k近邻方法，采用下列公式计算各点到其近邻点的平均距离，从而估算点云密度，其中，表示点云平均密度，d
p
表示点p到其他点的最小距离。6.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s4中，采用最小二乘法来拟合焊板平面方程，拟合结果包括描述平面的四个系数a，b，c，d，所述焊板平面方程的形式为ax by cz d＝0，通过焊板平面方程计算两块焊板的分割线的位置，并根据分割线的位置和栅格的编号判断栅格所对应的焊板。7.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s5中，根据点的坐标和栅格的编号，按照下列公式将所述点划分至所述栅格中，
其中，x_grid和y_grid表示点所属的栅格的x和y编号，x
min
,y
min
表示整个焊板点云的有效点的x，y最小坐标值，size为所述栅格的大小。8.根据权利要求1所述的一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，其特征在于：所述步骤s6中，根据下列公式计算需要补的点的坐标x，y，z，x＝(x_grid 0.5)*size x
min
y＝(y_grid 0.5)*size y
min

技术总结
本发明公开了一种基于点云栅格化的焊板点云空洞修补方法，首先获取待修复的焊板点云图像，创建点云包围框，将点云包围框划分为多个大小与点云密度相同的栅格，拟合焊板平面方程，并根据栅格的编号将栅格与焊板对应，遍历点云，将点划分至对应的栅格中，遍历栅格，当栅格为非空时，不需要补点，当栅格为空时，则在栅格中补点，从而实现空洞修复。本发明在对焊板点云修复的过程中充分考虑了修复前焊板点云的结构特征，保证修复过程不会对原焊板点云结构产生影响，同时简单方便；通过加入焊板点云的整体密度信息，使得修复前后的焊板点云整体密度基本不变，通过加入焊板平面的形状信息，使得修复过程简单快速。使得修复过程简单快速。使得修复过程简单快速。


技术研发人员：蒋开
受保护的技术使用者：江苏鸿开工业自动化设备有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/11