[发明专利]一种圆锥面拟合方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种圆锥面拟合方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：将锥形物体的三维圆锥面点云数据中所有点的法向量映射到高斯球，获得映射点集合；根据所述映射点集合计算映射圆点集平面方程，计算圆锥面的轴线方向向量；根据所述三维圆锥面点云数据中每个点的单位法向量和所述轴线方向向量，计算所述每个点的锥面张角；在所述锥面张角满足第一预设条件时，确定所述对应点为有效点；根据所述有效点的锥面张角计算所述圆锥面的圆锥张角；通过任意三个不共线的有效点确定三个有效平面，并计算三个有效平面的交点，获得顶点；所述轴线方向向量、圆锥张角和顶点为所述锥形物体的圆锥面参数。采用本方法可提高圆锥面参数的准确性。

技术领域

本申请涉及三维数据点云数据处理技术领域，特别是涉及一种圆锥面拟合方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

工业检测是自动化生产过程中的一个重要部分，小到各种微小零部件的尺寸测量、大到工业加工的大型铸件钢材的质量检测，均需用到工业检测技术，不同的待检测对象由于其材质、形状的不同，需要制定不同的检测方案，因此该过程也是生产制造过程中的难点所在。大多数的待检测对象表面由平面、球面、柱面以及锥面等二次曲面构成，传统的几何测量多通过卡尺、三坐标测量机等接触式测量方法实现，效率低下，已不能满足工业上日益增长的测量精度需求。现有通过三维扫描技术获取锥形物体表面点云，再对点云进行曲面拟合获得锥形物体表面参数。

然而，现有通过三维点云对锥形物体进行曲面拟合的方法，由于受三维扫描过程中的点云数据的精确度的影响，导致拟合的锥形物体表面参数精确度低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高获得锥形物体表面参数的精确度的一种圆锥面拟合方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种圆锥面拟合方法，所述方法包括：

将锥形物体的三维圆锥面点云数据中所有点的法向量映射到高斯球，获得映射点集合；其中，所述映射点集合呈现形状为圆形；

根据所述映射点集合计算映射圆点集平面方程，并根据所述映射圆点集平面方程计算映射圆平面的法线，获得圆锥面的轴线方向向量；

根据所述三维圆锥面点云数据中每个点的单位法向量和所述轴线方向向量，计算所述三维圆锥面点云数据中每个点的锥面张角；

在所述锥面张角满足第一预设条件时，确定所述三维圆锥面点云数据中对应点为有效点；

根据所述有效点的锥面张角计算所述圆锥面的圆锥张角；

通过任意三个不共线的有效点的坐标和法向量确定三个有效平面，并计算三个有效平面的交点，获得所述圆锥面的顶点；

根据所述圆锥面的轴线方向向量、圆锥张角和顶点，确定所述锥形物体的圆锥面参数。

在其中一个实施例中，在将锥形物体的三维圆锥面点云数据中所有点的法向量映射到高斯球，获得映射点集合之前，包括：获取锥形物体的三维点云数据；去除所述三维点云数据中的干扰点，获得预处理后的三维点云数据；根据所述预处理后的三维点云数据通过点云包围盒分割方法，获得三维圆锥面点云数据。

在其中一个实施例中，所述将锥形物体的三维圆锥面点云数据中所有点的法向量映射到高斯球，获得映射点集合，包括：计算锥形物体的三维圆锥面点云数据中每个点的单位法向量；将所述每个点的单位法向量进行高斯映射，获得单位球面上的三维点；其中，所有单位球面上的三维点的集合为映射点集合。