一种散货料堆实时三维重建方法及系统
专利汇可以提供一种散货料堆实时三维重建方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 机器视觉 三维重建 技术领域，公开了一种散货 料堆 实时三维重建方法，包括以下步骤：逐步扫描料堆各截面的曲线点 云 ，得到所述料堆的全局静态点云数据；将所述全局静态点云数据分为多个点云数据段；实时获取所述料堆局部的深度数据，将所述深度数据转换为局部动态点云数据；将所述局部动态点云数据与对应的所述点云数据段进行实时点云配准，得到所述料堆的全局实时三维点云模型。本发明具有成本低，适应于大场景海量点云数据的实时三维重建的技术效果。，下面是一种散货料堆实时三维重建方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
逐步扫描料堆各截面的曲线点云，得到所述料堆的全局静态点云数据；
将所述全局静态点云数据分为多个点云数据段；
实时获取所述料堆局部的深度数据，将所述深度数据转换为局部动态点云数据；
将所述局部动态点云数据与对应的所述点云数据段进行实时点云配准，得到所述料堆的全局实时三维点云模型。
2.根据权利要求1所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，还包括：对所述全局静态点云数据进行滤波处理以及对所述局部动态点云数据进行滤波处理。
3.根据权利要求2所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，
对所述全局静态点云数据进行滤波处理，具体包括：
采用直通滤波器去除所述全局静态点云数据中的地面点云数据，采用Statistical Outlier Removal滤波器移除所述全局静态点云数据中的离群点；
采用VoxelGrid滤波器对所述全局静态点云数据进行向下采样，通过所述VoxelGrid滤波器将所述全局静态点云数据设置为第一设定大小；
对所述局部动态点云数据进行滤波处理，具体包括：
采用直通滤波器去除所述局部动态点云数据中的地面点云数据，采用Statistical Outlier Removal滤波器移除所述局部动态点云数据中的离群点；
采用VoxelGrid滤波器对所述局部动态点云数据进行向下采样，通过所述VoxelGrid滤波器将所述局部动态点云数据设置为第二设定大小。
4.根据权利要求1所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，将所述全局静态点云数据分为多个点云数据段，具体包括：
将所述全局静态点云数据分为大小均为n的a*b个点云数据段：
5.根据权利要求1所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，将所述局部动态点云数据与对应的所述点云数据段进行实时点云配准，具体包括：
获取所述局部动态点云数据的法线信息以及对应点云数据段的法线信息；
根据所述局部动态点云数据的法线信息获取所述局部动态点云数据的点特征直方图，根据所述点云数据段的法线信息获取所述点云数据段的点特征直方图；
根据所述局部动态点云数据的点特征直方图以及所述点云数据段的点特征直方图，在所述点云数据段中搜索与所述局部动态点云数据对应的初始对应点集；
对所述初始对应点集进行筛选，得到最终对应点集；
计算所述局部动态点云数据与所述最终对应点集的转换矩阵，实现实时点云配准。
6.根据权利要求5所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，
获取所述局部动态点云数据的法线信息，具体为：
从所述局部动态点云数据的查询点的近邻元素中创建协方差矩阵，求解所述局部动态点云数据的协方差矩阵的特征矢量和特征值，得到所述局部动态点云数据的法线信息；
获取所述点云数据段的法线信息，具体为：
从所述点云数据段的查询点的近邻元素中创建协方差矩阵，求解所述点云数据段的协方差矩阵的特征矢量和特征值，得到所述点云数据段的法线信息。
7.根据权利要求5所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，在所述点云数据段中搜索与所述局部动态点云数据对应的初始对应点集，具体为：
采用最近邻搜索算法，在所述点云数据段中搜索与所述局部动态点云数据中的点欧氏距离最小的对应点；
遍历所述局部动态点云数据中所有点，得到与所述局部动态点云数据对应的所有对应点，得到所述初始对应点集。
8.根据权利要求7所述的散货料堆实时三维重建方法，其特征在于，对所述初始对应点集进行筛选，得到最终对应点集，具体为：
删除所述初始对应点集中欧氏距离大于设定阈值的对应点，得到所述最终对应点集。
9.一种散货料堆实时三维重建系统，其特征在于，包括二维扫描仪、角度编码器、堆取料机、深度相机以及工控机；
所述二维扫描仪以及所述角度编码器分别安装于所述堆取料机上，并用于逐步扫描料堆各截面的曲线点云，得到所述料堆的全局静态点云数据；
所述深度相机用于实时获取所述料堆局部的深度数据，将所述深度数据转换为局部动态点云数据；
所述工控机用于将所述全局静态点云数据分为多个点云数据段；将所述局部动态点云数据与对应的所述点云数据段进行实时点云配准，得到所述料堆的全局实时三维点云模型。
10.根据权利要求9所述的散货料堆实时三维重建系统，其特征在于，所述二维扫描仪以及所述深度相机分别通过安装平台安装于所述堆取料机的悬臂上，所述角度编码器安装于所述堆取料机的轮轴上，所述二维扫描仪的扫描方向与所述堆取料机的行走方向垂直，所述二维扫描仪、角度编码器以及深度相机分别与所述工控机电连接。
一种散货料堆实时三维重建方法及系统
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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