CN111024715A - 一种胶路底平面提取方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶路底平面提取方法及装置，属于3D涂胶测量工业领域，其中，方法的实现包括：剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；剔除第一胶路点云中胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；对第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。本发明相比于传统的手动设置点云底平面而言，使用程序化，降低了胶路检测系统的复杂性；相比于直接用所有点云来拟合底平面而言，本发明删除了极大值和极小值离散点造成的影响，提高了底平面位置的准确性。

Description

一种胶路底平面提取方法及装置
技术领域
本发明属于3D涂胶测量工业领域，更具体地，涉及一种胶路底平面提取方法及装置。
背景技术
涂胶在很多行业是一个很重要的工序，胶体涂装的好坏直接关系到产品的质量。因此涂胶检测在生产中是一个必不可少的环节。
涂胶检测一般都是在胶枪上集成图像传感器，通过模组或者机械臂移动胶枪来涂胶，图像传感器实时采集图像，并通过涂胶检测系统实现涂胶质量的在线检测与缺陷预警，可有效检测出胶路的高度、宽度、位置和连续性等指标。
涂胶检测一般分为2D和3D两种检测方式，2D检测是使用相机拍照后使用机器视觉来检测，检测不了胶路的高度，3D检测则是通过3D传感器实时采集胶路的点云，对点云进行分析。
3D检测胶路的高度时则需要知晓胶路的底平面，然后扫描点云的最高点到底平面的距离，得到胶路高度，因此胶路底平面的识别至关重要。一般情况下胶路底平面都是预先给定的固定值，不需要自动提取，但这个依赖于夹具和3D传感器的位置关系，需要多次精确调试才能给出一个近似值。操作复杂且精度较低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种胶路底平面提取方法及装置，由此解决现有3D检测胶路的高度时需要手动多次精确调试存在的操作复杂且精度较低的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种胶路底平面提取方法，包括：
剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
对所述第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
优选地，所述剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云，包括：
遍历所述胶路点云得到所述胶路点云中各点高度的第一平均值；
截取所述第一平均值以下的点云得到第一胶路点云。
优选地，所述剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云，包括：
获取所述第一胶路点云中各点高度的最大值、最小值及第二平均值；
基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离；
截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云。
优选地，所述基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离，包括：
获取所述最大值与所述第二平均值之间的第一差值；
获取所述第二平均值与所述最小值之间的第二差值；
将所述第一差值与所述第二差值之间的最小者作为所述预设距离。
优选地，所述截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云，包括：
获取所述第二平均值与所述预设距离之间的第三差值；
获取所述第二平均值与所述预设距离之间的总和值；
截取所述第三差值到所述总和值范围内的点云得到所述第二胶路点云。
按照本发明的另一个方面，提供了一种胶路底平面提取装置，包括：
第一剔除单元，用于剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
第二剔除单元，用于剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
拟合单元，用于对所述第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
优选地，所述第一剔除单元，包括：
第一计算单元，用于遍历所述胶路点云得到所述胶路点云中各点高度的第一平均值；
第一截取单元，用于截取所述第一平均值以下的点云得到第一胶路点云。
优选地，所述第二剔除单元，包括：
第二计算单元，用于获取所述第一胶路点云中各点高度的最大值、最小值及第二平均值；
第三计算单元，用于基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离；
第二截取单元，用于截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云。
优选地，所述第三计算单元，包括：
获取所述最大值与所述第二平均值之间的第一差值；
第四计算单元，用于获取所述第二平均值与所述最小值之间的第二差值；
第五计算单元，用于将所述第一差值与所述第二差值之间的最小者作为所述预设距离。
优选地，所述第二截取单元，包括：
第六计算单元，用于获取所述第二平均值与所述预设距离之间的第三差值；
第七计算单元，用于获取所述第二平均值与所述预设距离之间的总和值；
第二截取子单元，用于截取所述第三差值到所述总和值范围内的点云得到所述第二胶路点云。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明相比于传统的手动设置点云底平面而言，使用程序化，降低了胶路检测系统的复杂性；相比于直接用所有点云来拟合底平面而言，本发明删除了极大值和极小值离散点造成的影响，提高了底平面位置的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种胶路底平面提取方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种胶路点云效果图；
图3是本发明实施例提供的一种胶路底平面效果图；
图4是本发明实施例提供的一种胶路底平面提取装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明目的在于为涂胶检测计算过程提供一种智能的、快速的胶路底平面识别方法，旨在降低胶路检检测过程的复杂度。
如图1所示是本发明实施例提供的一种胶路底平面提取方法的流程示意图，在图1所示的方法中，包括以下步骤：
S1：剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
采集一段胶路点云，如图2所示，可以看到底平面下面有很多杂散点，平面以上是胶水的点云。涂胶检测中的胶路点云具有以下特点：胶路在上，平面在下，而且胶路宽度一般都在5mm以内，且整个点云除了胶路和底平面外很少具有其他轮廓的点；因此采用均值法可以粗略的把胶路层的绝大多数点给剔除掉。
作为一种可选的实施方式，步骤S1可以通过以下方式实现：
遍历胶路点云得到胶路点云中各点高度的第一平均值；
截取第一平均值以下的点云得到第一胶路点云。
通过步骤S1便粗略的切除了点云中胶水的大部分点。
S2：剔除第一胶路点云中胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
通过步骤S1删除了点云中胶水的大部分点云，还需要删除剩余点云中的离散点才能进行平面拟合，得到平面方程参数。
作为一种可选的实施方式，步骤S2可以通过以下方式实现：
获取第一胶路点云中各点高度的最大值、最小值及第二平均值；
基于最大值、最小值及第二平均值确定预设距离；
截取第二平均值以上预设距离内的点及第二平均值以下预设距离内的点，得到第二胶路点云。
作为一种可选的实施方式，上述基于最大值、最小值及第二平均值确定预设距离，可以通过以下方式实现：
获取最大值与第二平均值之间的第一差值；
获取第二平均值与最小值之间的第二差值；
将第一差值与第二差值之间的最小者作为预设距离。
作为一种可选的实施方式，上述截取第二平均值以上预设距离内的点及第二平均值以下预设距离内的点，得到第二胶路点云，可以通过以下方式实现：
获取第二平均值与预设距离之间的第三差值；
获取第二平均值与预设距离之间的总和值；
截取第三差值到总和值范围内的点云得到第二胶路点云。
S3：对第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
通过步骤S1和步骤S2截取到了包含底平面的有效点云，只需要使用平面拟合即可得到平面方程的参数。
作为一种可选的实施方式，可以使用最小二乘法、随机抽样一致性算法等来拟合平面，可以采用OpenCV来实现。最后得到胶路底平面的平面方程式Ax+By+Cz+D＝0的ABCD四个参数，即可用于后续计算胶路高度，参考图3看到拟合出来的胶路底平面效果。
如图4所示是本发明实施例提供的一种胶路底平面提取装置的结构示意图，包括：
第一剔除单元201，用于剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
第二剔除单元202，用于剔除第一胶路点云中胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
拟合单元203，用于对第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
在本发明实施例中，各单元的具体实施方式可以参考方法实施例的描述，本发明实施例将不再复述。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胶路底平面提取方法，其特征在于，包括：
剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
对所述第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云，包括：
遍历所述胶路点云得到所述胶路点云中各点高度的第一平均值；
截取所述第一平均值以下的点云得到第一胶路点云。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云，包括：
获取所述第一胶路点云中各点高度的最大值、最小值及第二平均值；
基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离；
截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离，包括：
获取所述最大值与所述第二平均值之间的第一差值；
获取所述第二平均值与所述最小值之间的第二差值；
将所述第一差值与所述第二差值之间的最小者作为所述预设距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云，包括：
获取所述第二平均值与所述预设距离之间的第三差值；
获取所述第二平均值与所述预设距离之间的总和值；
截取所述第三差值到所述总和值范围内的点云得到所述第二胶路点云。
6.一种胶路底平面提取装置，其特征在于，包括：
第一剔除单元，用于剔除胶路点云中胶路层的目标点得到第一胶路点云；
第二剔除单元，用于剔除所述第一胶路点云中所述胶路层的剩余离散点得到第二胶路点云；
拟合单元，用于对所述第二胶路点云进行平面拟合得到胶路底平面。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一剔除单元，包括：
第一计算单元，用于遍历所述胶路点云得到所述胶路点云中各点高度的第一平均值；
第一截取单元，用于截取所述第一平均值以下的点云得到第一胶路点云。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二剔除单元，包括：
第二计算单元，用于获取所述第一胶路点云中各点高度的最大值、最小值及第二平均值；
第三计算单元，用于基于所述最大值、所述最小值及所述第二平均值确定预设距离；
第二截取单元，用于截取所述第二平均值以上所述预设距离内的点及所述第二平均值以下所述预设距离内的点，得到第二胶路点云。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元，包括：
获取所述最大值与所述第二平均值之间的第一差值；
第四计算单元，用于获取所述第二平均值与所述最小值之间的第二差值；
第五计算单元，用于将所述第一差值与所述第二差值之间的最小者作为所述预设距离。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二截取单元，包括：
第六计算单元，用于获取所述第二平均值与所述预设距离之间的第三差值；
第七计算单元，用于获取所述第二平均值与所述预设距离之间的总和值；
第二截取子单元，用于截取所述第三差值到所述总和值范围内的点云得到所述第二胶路点云。
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