CN116576804A - 一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统 - Google Patents

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CN116576804A CN202310588518.0A CN202310588518A CN116576804A CN 116576804 A CN116576804 A CN 116576804A CN 202310588518 A CN202310588518 A CN 202310588518A CN 116576804 A CN116576804 A CN 116576804A
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Abstract

本发明涉及平面度测量技术领域，公开了一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统，包括：输入深度图像，提取ROI区域中的点数组，并对点数组进行凸包检测，得到包含点数组的凸包；判断凸包面的个数是否大于0；若是，则根据凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选得到最佳切比雪夫平面；若否，则根据点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；计算点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；对余下的点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，并求得平面度。简化了计算量，能够快速准确地求得切比雪夫平面度。

Description

一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统
技术领域
本发明涉及平面度测量技术领域，尤其涉及一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统。
背景技术
近年来，计算机视觉、目标检测、三维数据扫描等计算机技术发展迅速,基于深度图像、三维点云数据的各项应用研究已成为计算机视觉领域的研究热点。
平面度是衡量物体3D表面平整和光滑情况的重要指标，在测量类工业应用中普遍使用。目前，平面度误差的评定方法主要有最小包容法、最大直线法、三远点法、对角线法、最小二乘法、切比雪夫法等。其中，最小二乘法和切比雪夫法得到的结果最逼近真实，被称为最佳拟合。但最小二乘法和切比雪夫法也存在不足：比如在选择一个平面作为第一基准平面时，最小二乘法拟合平面无法模拟出表面接触的真实状态。而切比雪夫法则由于只考虑极端的点到拟合平面的距离，本不应参与计算的非极端的点会带来极大的计算量。同时，由于传感器的限制，在测量区域内可能存在众多的离群点，噪点，环境点，非目标区域点等数据，对真实的平面度结果带来极大的影响。
因此，需要对现有技术进行改进。
以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。
发明内容
本发明提供一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统，以解决现有技术中的不足之处。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，所述方法包括：
输入深度图像，提取RO I区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包；
判断凸包面的个数是否大于0；
若是，则根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；
若否，则根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量方法中，所述输入深度图像，提取RO I区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包的步骤包括：
输入深度图像，并提取RO I区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量方法中，所述根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面的步骤包括：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量方法中，所述计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点的步骤包括：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
第二方面，本发明提供一种基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，所述系统包括：
凸包检测模块，用于输入深度图像，提取RO I区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包；
凸包判断模块，用于判断凸包面的个数是否大于0；若是，则根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；若否，则根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
噪点剔除模块，用于计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
平面度计算模块，用于对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量系统中，所述凸包检测模块具体用于：
输入深度图像，并提取RO I区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量系统中，所述凸包判断模块执行的根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面的步骤包括：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
进一步地，所述基于凸包的切比雪夫平面度测量系统中，所述噪点剔除模块具体用于：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
第四方面，本发明提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令由计算机处理器执行，以实现如上述第一方面所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法及系统，通过以深度图像为处理对象，并使用凸包屏蔽掉不应参与计算的非极端的点，减少了候选平面的个数，以及消除了噪点的影响，不仅简化了计算量，能够高效、快速、准确地求得切比雪夫平面度，有利于大范围推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的3D相机采集深度图的示意图；
图3是本发明实施例一提供的输入深度图像并绘制ROI区域的示意图；
图4是本发明实施例一提供的提取出ROI区域内的点数组的示意图；
图5是本发明实施例一提供的凸包顶点的示意图；
图6是本发明实施例一提供的凸包棱的示意图；
图7是本发明实施例一提供的凸包面的示意图；
图8是本发明实施例一提供的构建候选平面的示意图；
图9是本发明实施例一提供的3-1平面模型的示意图；
图10是本发明实施例一提供的2-2平面模型的示意图；
图11是本发明实施例二提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量系统的功能模块示意图；
图12是本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
在本申请的描述中，需要理解的是，除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。此外，使用的任何术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
有鉴于上述现有的平面度测量技术存在的缺陷，本申请人基于从事此领域设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得平面度测量技术更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
请参考图1，为本发明实施例一提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法的流程示意图，该方法适用于进行平面度测量的场景，该方法由基于凸包的切比雪夫平面度测量系统来执行，该系统可以由软件和/或硬件实现。该方法具体包括如下步骤：
S101、输入深度图像，提取RO I区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
常用的凸包检测方法主要有礼物包裹算法、增量算法、快速凸包算法、分而治之算法等。本实施例使用了快速凸包算法，即，在本实施例中，所述步骤S101可进一步细化为包括如下步骤：
输入深度图像，并提取RO I区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
需要说明的是，本实施例需要先通过3D相机(如附图2所示)采集深度图，然后输入深度图像并绘制RO I区域(如图3所示)，接着提取出RO I区域内的点数组(如附图4所示)进行快速凸包检测，得到的凸包面如图7所示，得到的凸包顶点如图5所示，得到的凸包棱如图6所示。
可选地，本实施例中的快速凸包算法采用了TBB并行加速。
S102、判断凸包面的个数是否大于0；若是，则执行步骤S103；若否，则执行步骤S104。
需要说明的是，本实施例通过判断凸包面的个数是否大于0，当大于0时，即点数组的维度大于3，此时可通过凸包筛选的方式求得最佳切比雪夫平面，而当凸包面的个数不大于0时，其实就是等于0时，即点数组的维度小于3，此时点数组最大值和最小值高度差接近于0，此时可以通过最小二乘法拟合最佳切比雪夫平面，所以本实施例分成两种计算平面度的方法。
S103、根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；
在本实施例中，所述步骤S103可进一步细化为包括如下步骤：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
需要说明的是，当凸包面的个数大于0时，首先构建候选平面(如图8所示)，具体需要构建两种平面模型，分别为3-1平面模型(如图9所示)和2-2平面模型(如图10所示)，分别对应凸包面和凸包的非邻棱两两组合构成的平面。接着从候选平面中筛选出最大误差最小化的平面，过程为：遍历计算凸包顶点到任一候选平面的距离绝对值{d1,d2...di}，即误差，取误差最大值，获得与候选面对应的误差最大值数组。值得注意的是，如果该平面为两个棱生成，由于凸包棱生成的平面在凸包的内部，距离绝对值需要自身乘2，即凸包面对应的误差为{d1,d2...di}，凸包棱生成的平面对应的误差为{2*d1,2*d2...2*di}，在所有候选平面的误差最大值组成的误差最大值数组{d1max,d2max...dimax}中，最小值对应的平面为目标平面。最后对目标平面进行调整，计算所述凸包的中心点，也即所述凸包中包含的点数组P的中心坐标平移目标平面过所述凸包的中心点，即将目标平面平移到中心坐标，得到最佳切比雪夫平面。
可选地，本实施例中的候选平面筛选算法采用了TBB并行加速。
S104、根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
需要说明的是，当凸包面的个数不大于0时，其实就是等于0时，本实施例根据所述深度图像中的点数组采用最小二乘法拟合平面，此时与最佳比雪夫平面一致。
可选地，本实施例中的最小二乘法拟合平面算法采用了TBB并行加速。
S105、计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
在本实施例中，所述步骤S105可进一步细化为包括如下步骤：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
需要说明的是，本实施例通过剔除噪点，能够有效的消除噪点对目标区域内点集的平面度参数的影响。
S106、对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
需要说明的是，本实施例中的该步骤是让剔除噪点后余下的点数组再次进行一次凸包检测，直到求得最佳切比雪夫平面，然后根据最佳切比雪夫平面的求取方式来计算平面度。
尽管本申请中较多的使用了凸包、深度图、RO I、候选平面、切比雪夫等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本发明提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，通过以深度图像为处理对象，并使用凸包屏蔽掉不应参与计算的非极端的点，以及消除噪点的影响，简化了计算量，能够高效、快速、准确地求得切比雪夫平面度，有利于大范围推广应用。
实施例二
请参考图11，图11为本发明实施例二提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量系统的功能模块示意图，该系统适用于执行本发明实施例提供的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。该系统具体包含如下模块：
凸包检测模块201，用于输入深度图像，提取RO I区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包；
凸包判断模块202，用于判断凸包面的个数是否大于0；若是，则根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；若否，则根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
噪点剔除模块203，用于计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
平面度计算模块204，用于对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
可选地，所述凸包检测模块201具体用于：
输入深度图像，并提取RO I区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
可选地，所述凸包判断模块202执行的根据所述点数组，采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面的步骤包括：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
可选地，所述噪点剔除模块203具体用于：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
本发明提供的一种基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，通过以深度图像为处理对象，并使用凸包屏蔽掉不应参与计算的非极端的点，以及消除噪点的影响，简化了计算量，能够高效、快速、准确地求得切比雪夫平面度，有利于大范围推广应用。
上述系统可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图12为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图12示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图12显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图12所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图12未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图12中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备15(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图12中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
实施例四
本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本申请提出，并且在本申请的示例性实施例的精神和范围内。
此外，本申请中的某些术语已被用于描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本申请的一个或多个实施例中适当地组合。
应当理解，在本申请的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本申请的目的，本申请将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。
本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。
最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。

Claims (10)

1.一种基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，其特征在于，所述方法包括：
输入深度图像，提取ROI区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包；
判断凸包面的个数是否大于0；
若是，则根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；
若否，则根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
2.根据权利要求1所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，其特征在于，所述输入深度图像，提取ROI区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包的步骤包括：
输入深度图像，并提取ROI区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
3.根据权利要求1所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，其特征在于，所述根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面的步骤包括：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
4.根据权利要求1所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法，其特征在于，所述计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点的步骤包括：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
5.一种基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，其特征在于，所述系统包括：
凸包检测模块，用于输入深度图像，提取ROI区域中的点数组，并对所述点数组进行凸包检测，得到包含所述点数组的凸包；
凸包判断模块，用于判断凸包面的个数是否大于0；若是，则根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面；若否，则根据所述点数组，采用最小二乘法进行平面拟合，得到最佳切比雪夫平面；
噪点剔除模块，用于计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值，按照绝对值进行降序排序，并根据设定规则剔除噪点；
平面度计算模块，用于对余下的所述点数组再次进行凸包检测直至得到最佳切比雪夫平面，若最佳切比雪夫平面是采用候选平面筛选算法筛选得到，则平面度为筛选过程中误差最大值数组中最小值对应的数值；若最佳切比雪夫平面是采用最小二乘法拟合得到，则计算余下的所述点数组到最佳切比雪夫平面的有向距离，平面度为最大值减最小值。
6.根据权利要求5所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，其特征在于，所述凸包检测模块具体用于：
输入深度图像，并提取ROI区域中的点数组；
采用快速凸包检测算法对所述点数组进行快速凸包检测，得到包含所述点数组的凸包。
7.根据权利要求5所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，其特征在于，所述凸包判断模块执行的根据所述凸包，构建候选平面，并采用候选平面筛选算法筛选候选平面，得到最佳切比雪夫平面的步骤包括：
使用凸包面和凸包棱构建候选平面；
遍历计算凸包顶点到每个所述候选平面的距离的绝对值，得到误差最大值数组；
将所述误差最大值数组中的最小值对应的候选平面作为目标平面；
计算所述凸包的中心点，并将所述目标平面平移到所述凸包的中心点，得到最佳切比雪夫平面。
8.根据权利要求5所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量系统，其特征在于，所述噪点剔除模块具体用于：
计算所述点数组到最佳切比雪夫平面的距离的绝对值；
按照绝对值进行降序排序，并将排序中的前5％个噪点剔除。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令由计算机处理器执行，以实现如权利要求1-4中任一项所述的基于凸包的切比雪夫平面度测量方法。
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