[发明专利]一种3D点云处理方法、装置、系统及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种3D点云处理方法、装置、系统及计算机存储介质，包括：2D相机模组、3D相机模组、以及将所述2D相机模组和所述3D相机模组固定于XY平面内的精密承载平台上方的相机承载支架，其中，所述方法包括：对2D相机模组及3D相机模组进行协同标定；所述2D相机模组和3D相机模组分别取图，获得目标工件的2D图像和3D点云；基于2D相机模组获得的2D图像特征，提取2D ROI；将所述2D ROI反向投射到3D点云空间，获得投影符合2D ROI的3D ROI；对所述3D ROI进行点云计算，获得所需要的3D参数。通过本发明实施例，可以在不影响识别精度的前提下，显著减少计算的3D点云数量，提高运算速度，改善3D点云应用实时性能，节省计算资源，优化了在实际生产中的实时处理速度。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，特别涉及一种3D点云处理方法、装置、系统及计算机存储介质。

背景技术

3D点云处理技术近年来正受到越来越多的重视。与同样视野2D图像采用整型数据记录的方式相比，3D点云由于引入了目标工件的三维信息且采用浮点数进行存储，所需计算能力大幅提升，耗时显著延长，给技术的实时应用带来了阻碍。

在实际应用中，感兴趣区域(ROI，Region Of Interest)往往只是整个3D点云图像中的一部分。但是，直接在3D点云数据中筛选出ROI，需要将整个点云遍历计算一次，并且由于只有X/Y/Z的三维信息，难以通过表面的图像特征来进行快速的定位。

所以，相关3D点云处理技术，在处理过程中存在处理点数多、浮点运算速度慢、算力要求高、实时特性差的问题。

所以，随着工业的快速发展，现在急需一种在不影响识别精度的前提下，能显著减少所需计算的3D点云数量，提高运算速度，改善3D点云应用实时性能，节省计算资源的3D点云的处理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种3D点云处理方法、装置、系统及计算机存储介质，可以在不影响识别精度的前提下，显著减少所需计算的3D点云数量，提高运算速度，改善3D点云应用实时性能，节省计算资源，优化了设备在实际生产中的实时处理速度，显著提升3D处理效能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种3D点云处理方法，应用于3D点云处理装置，所述3D点云处理装置包括：2D相机模组、3D相机模组、以及将所述2D相机模组和所述3D相机模组固定于XY平面内的精密承载平台上方的相机承载支架，其中，所述方法包括：

对2D相机模组及3D相机模组进行协同标定；

所述2D相机模组和3D相机模组分别取图，获得目标工件的2D图像和3D点云；

基于2D相机模组获得的2D图像特征，提取2D ROI；

将所述2D ROI反向投射到3D点云空间，获得投影符合2D ROI的3D ROI；

对所述3D ROI进行点云计算，获得所需要的3D参数。

在一个可能的设计中，所述对2D相机模组及3D相机模组进行协同标定；包括：

分别对所述2D相机模组和3D相机模组进行单独标定；

对2D相机模组及3D相机模组进行协同标定，建立2D图像位置到3D点云XY平面的转换矩阵T23。

在一个可能的设计中，所述2D相机模组和3D相机模组分别取图，获得目标工件的2D图像和3D点云；包括：

所述2D相机模组对目标工件进行取图，生成目标工件的2D图像；

所述3D相机模组对目标工件进行取图，生成目标工件的3D点云。