35 针对管子类点云-数模比对的数字化测量方案

0 引言

针对平面为主的工业零件设计了基于平面-平面的配准算法，算法在实际应用中取得了一定的效果。至少在配准速度上，确实要远远比ICP算法快（5S VS 2min）。但是，在将该算法应用到管子类零件时，算法立马就跪了，不得不对算法进行调整，尝试以圆柱为基本单位进行算法的设计与改进，以适应新的检测任务。管子的图如图所示。

 1 算法设计

方案1

（1）将圆柱分段拟合

　　1. 下采样

　　2. 圆柱的分割（初步定为生长算法，通过平滑率和曲率进行控制）

　　3. 圆柱的拟合

（2）基于圆柱方程求交

（3）基于CAD几何信息求解 

方案2

（1）完成配准。

如图所示，采用FPFH + NDT配准得到的效果图相当精准，可在此基础上完成一系列操作。

（2）利用二次开发技术，完成数据集传递

　　1 难点：某些尺寸以点云的观点来看，是无法直接测量的，必须进行转化，如图中两个尺寸所示。

　　

　　2 解决思路：投影法可以解

　　　　2.1 通过点击尺寸，可以求解出尺寸参考平面；

　　　　2.2 通过将点云坐标对齐到CAD模型坐标下，尺寸参考平面即为点云参考平面

　　　　2.3 将三维点云压缩到二维，并利用opencv求解上述尺寸

　　　　　　2.3.1 将三维点云投影到该平面上

　　　　　　2.3.2 将投影点云转换到xoy平面上

　　　　2.4 考虑在opencv上通过鼠标交互的方式解决尺寸的测量问题/ 或者直接利用PCL的鼠标交互功能求解尺寸　

（3）分割与拟合尺寸