[发明专利]一种基于三维点云的墙面靠尺检测方法及系统

说明书

本发明的一种基于三维点云的墙面靠尺检测方法，包括：采集包含完整待测墙面的三维点云数据并进行预处理；从预处理后的数据中提取待测墙面数据，并建立新坐标系；根据测量位置和角度需求，计算出靠尺的端点位置，获取所有靠尺的位姿并对靠尺位姿自动调整；在新坐标系下，在待测墙面上与靠尺相应区域截取点云，拟合点云后获取靠尺初始位姿并检测靠尺区域的凸包区域，获取靠尺的最优位姿。本发明还公开了一种基于三维点云的墙面靠尺检测系统。本发明能检测靠尺的准确位置，利用该靠尺可实现墙面的平整度测量，测量结果精度高，误差小，且不受任何主观因素的影响，避免人工测量的局限性，置信度较高。

技术领域

本发明涉及一种墙面靠尺检测方法及系统，具体涉及一种基于三维点云的墙面靠尺检测方法及系统。

背景技术

在建筑施工阶段，实测实量通过对施工现场的实体测试，并及时反馈产品的质量状态，以便于项目管理者及时改进施工工艺。而目前实测实量仍然沿用相对老旧的数据采集方式，墙面的平整度测量都是由实测实量人员使用2米靠尺去衡量。

由于作业效率的限制，人工只能对测量部分点位进行数据采集，采样率较低，而且作业人员大都是仅凭感觉去衡量墙体表面的平整度，而未严格采用楔形塞尺来组合测量。因此，针对人工测量的各种弊端，以及在整个实测实量阶段，墙面平整度的测量工作量最大，测量最为繁琐的问题，有必要根据视觉传感器完成墙面平整度的自动测量。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于三维点云的墙面靠尺检测方法，包括：

步骤1，采集包含完整待测墙面的三维点云数据，并对这些三维点云数据进行预处理；

步骤2，从预处理后的三维点云数据中提取待测墙面数据，并以待测墙面任意一角角为原点，并以待测墙面的垂直和水平方向为坐标轴方向，建立新的坐标系；

步骤3，在新的坐标系下，根据测量位置和角度需求，计算出每个靠尺的端点位置，获取所有靠尺的位姿，并对靠尺的位姿进行自动调整；

步骤4，在新坐标系下，对步骤3所获取的每个靠尺，分别在待测墙面上的相应区域截取点云，拟合点云后获取靠尺的初始位姿并检测靠尺区域的凸包区域，获取靠尺的最优位姿。

作为本发明进一步的改进，步骤1中的预处理方法具体为：对三维点云数据进行降采样处理，再对降采样后的数据进行滤波去噪，剔除数据中的离群点，去除环境噪声，并裁剪感兴趣区域ROI。

作为本发明进一步的改进，所述步骤2的方法为：提取预处理后的三维点云数据中所有的平面，根据各平面的方向对平面点云进行分类，从分类后的点云中提取建筑数据和干扰数据，通过地面数据对建筑数据进行方向校正后提取待测墙面数据，并获取待测墙面的原点。

作为本发明进一步的改进，所述步骤2具体包括：

步骤201，对预处理后的三维点云数据进行平面分割，提取出所有的平面点云，并进行平面拟合获取方向信息，同时计算点云自身的主方向和最小包围盒尺寸；

步骤202，根据平面方向，对所有的平面点云进行分类，获取多组不同方向的点云数据；

步骤203，对不同方向的点云数据进行筛选，提取出两两垂直的三组平面作为建筑自身数据，过滤掉其他方向的干扰数据；

步骤204，根据视觉传感器采集数据的方向和拍摄角度，筛选出与地面平行且包含地面的平面数据集Set1，依据所述视觉传感器的坐标方向，提取出地面点云数据F1，并计算出地面点云数据F1的倾斜角度，将所有墙面和柱面的点云数据旋转校准到与世界坐标系垂直的方向；