[发明专利]一种水火弯板特征配准点的选取方法及系统

权利要求书

1.一种水火弯板特征配准点的选取方法，其特征在于，是从获取到的点云数据中选取出水火弯板特征的配准点，对点云数据采用自由曲面重构法进行曲面重构，计算目标板与检测板的特征点法向矢量，分别对目标板和检测板特征点法向矢量一一对照，通过近似法向矢量局部配准，找到相似法向矢量特征点，将此相似法向矢量特征点的坐标转换至两直角坐标系统一，按照船舶制造工艺给定的阈值，用空间几何算法得出检测板特征点与目标板特征点高度差d；

其中点云数据是通过扫描得到的水火弯板成形质量的三维模拟数据处理得到的；

根据d得出偏差云图，求取相似法向矢量特征点的单位向量，用肋骨线上单位向量相似特征点配准，偏差包络线以给定阈值画出，所围面积最大者为该水火弯板特征的配准点。

2.根据权利要求1所述的水火弯板特征配准点的选取方法，其特征在于，所述使用自由曲面重构法进行曲面重构，计算目标板与检测板的特征点法向矢量的步骤包括：

S1.三角重构原则，用于保证重建的三角网格的表面在形态上布局最佳；对于扫描的点云数据，扫描线依照相同的方向作顺序性的排列，能够利用扫描线之间的排列特性将数据三角网格化；

S2.对于一个三角网格的三个顶点P₁、P₂、P₃，单位法向矢量分别为设分割边上添加顶点为q，q投影到三角平面上的点为p，新顶点q的坐标是三角网格的三个顶点混合而成；

S3.采用OpenGL的方式添加法向矢量，其实现方式包括两种，分别是：为三角网格围成的面添加法向矢量和为逐个顶点添加法向矢量；

三角网格的法向矢量的计算：三个顶点组成的两个矢量叉乘的归一化结果即为法向矢量的大小；

顶点的法向矢量计算：首先确定顶点连接的所有三角面，计算每个面的法向矢量，然后对这些矢量进行叠加和归一化处理，则得到顶点的法向矢量。

3.根据权利要求1或2所述的水火弯板特征配准点的选取方法，其特征在于，采用三维激光扫描仪扫描水火弯板成形质量的三维模拟数据，获取点云数据。

4.根据权利要求3所述的水火弯板特征配准点的选取方法，其特征在于，对点云数据采用自由曲面重构法进行曲面重构前还包括对点云数据进行针对检测板的边界提取、平滑去噪；其中检测板的边界提取是在采用三维激光扫描仪扫描过程中，根据检测板型的灰度阈值，直接提取出检测板的边界。

5.一种水火弯板特征配准点的选取系统，其特征在于，包括顺次连接的扫描装置、测量装置和检测装置；

所述扫描装置，用于扫描水火弯板成形质量的三维模拟数据；扫描装置包括三维激光扫描仪、控制模块和供电模块，三维激光扫描仪的输出端接控制模块，供电模块向三维激光扫描仪和控制模块供电；

所述测量装置，用于将三维模拟数据处理得到点云数据，对点云数据采用自由曲面重构法进行曲面重构，得到检测板曲面数据；

所述检测装置，用于对目标板和检测板特征点法向矢量一一对照，通过近似法向矢量局部配准，找到相似法向矢量特征点，将此相似法向矢量特征点的坐标转换至两直角坐标系统一，按照船舶制造工艺给定的阈值，用空间几何算法得出检测板特征点与目标板特征点高度差d；根据d得出偏差云图，求取相似法向矢量特征点的单位向量，用肋骨线上单位向量相似特征点配准，偏差包络线以给定阈值画出，所围面积最大者为该水火弯板特征的配准点。