基于激光雷達的實時三維重建方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及物聯網技術領域，公開了一種基于激光雷達的實時三維重建方法及裝置，用于提高三維重建的準確率以及激光雕刻的準確率。所述方法包括：根據參數數據計算多個掃描角度；根據多個掃描角度進行全方位掃描，輸出原始點云數據集；對原始點云數據集進行預處理，得到目標點云數據集；對目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并對特征點云數據進行三維重建，得到目標三維模型；根據目標三維模型選取待雕刻區域，并根據目標雕刻圖案對待雕刻區域進行激光雕刻，得到目標物品；采集目標物品的表面圖像，并根據表面圖像對目標物品進行激光雕刻質量檢驗，得到質量檢驗結果。驗結果。驗結果。

【技術實現步驟摘要】
基于激光雷達的實時三維重建方法及裝置


[0001]本專利技術涉及物聯網
，尤其涉及一種基于激光雷達的實時三維重建方法及裝置。

技術介紹

[0002]三維重建技術是當前各個領域的應用場合下的一項重要技術，其對于物品的三維建模具有重要作用。目前主流的三維重建技術是使用視覺傳感器，比如單目相機和雙目相機等，視覺傳感器需要處理的數據量大，測量距離較小而且容易受環境光照影響，一般只能應用于室內環境下。
[0003]傳統的三維建模技術是采用多臺相機對目標物體的圖像進行采集，采集目標圖像之前需要對相機進行參數校驗，校準過程十分復雜，運算量特別大，而且采集的圖像沒有任何約束條件，因此傳統的三維建模技術復原的模型對物體的細節復原不到位，很難做到高精度的復原。由于三維建模的準確率較低導致在對物品進行激光雕刻時，極易發生錯位、雕刻錯誤等缺陷。

技術實現思路

[0004]本專利技術提供了一種基于激光雷達的實時三維重建方法及裝置，用于提高三維重建的準確率以及激光雕刻的準確率。
[0005]本專利技術第一方面提供了一種基于激光雷達的實時三維重建方法，所述基于激光雷達的實時三維重建方法包括：獲取待處理物品的參數數據，并根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率，以及根據所述物體曲率計算所述待處理物品的多個掃描角度；根據所述多個掃描角度，調用預置的激光雷達對所述待處理物品進行全方位掃描，輸出每個掃描角度的點云數據，并對每個掃描角度的點云數據進行點云數據融合，生成所述待處理物品的原始點云數據集；對所述原始點云數據集進行離群點去除，得到標準點云數據集，并對所述標準點云數據集進行點云濾波，得到降噪點云數據集，以及對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集；對所述目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行三維重建，得到所述待處理物品對應的目標三維模型；根據所述目標三維模型選取所述待處理物品的待雕刻區域，并獲取目標雕刻圖案，以及調用預置的激光雕刻機并根據所述目標雕刻圖案對所述待雕刻區域進行激光雕刻，得到目標物品；采集所述目標物品的表面圖像，并根據所述表面圖像對所述目標物品進行表征數據提取，得到目標表征數據，以及對所述目標表征數據進行紋理特征提取，得到表面紋理特征；根據所述表面紋理特征對所述目標物品進行激光雕刻質量檢驗，得到所述目標物品對應的質量檢驗結果。
[0006]可選的，在本專利技術第一方面的第一種實現方式中，所述獲取待處理物品的參數數據，并根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率，以及根據所述物體曲率計算所述待處理物品的多個掃描角度，包括：從預置的數據庫中查詢待處理物品的目標型號，并根
據所述目標型號獲取所述待處理物品的參數數據；根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率；根據所述物體曲率將所述待處理物品分割為多個連續視覺區域；根據所述多個連續視覺區域確定所述待處理物品的多個掃描角度。
[0007]可選的，在本專利技術第一方面的第二種實現方式中，所述對所述原始點云數據集進行離群點去除，得到標準點云數據集，并對所述標準點云數據集進行點云濾波，得到降噪點云數據集，以及對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集，包括：獲取所述原始點云數據集中的多個目標點，并分別計算所述多個目標點之間的點距；根據所述點距確定離群點，并將所述原始點云數據集中的離群點進行去除，得到標準點云數據集；對所述標準點云數據集中的多個目標點進行領域均值計算，得到目標均值，并根據所述目標均值對所述標準點云數據集中的多個目標點進行點位修正，得到降噪點云數據集；計算所述降噪點云數據集的點云密度，并根據所述點云密度對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集。
[0008]可選的，在本專利技術第一方面的第三種實現方式中，所述對所述目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行三維重建，得到所述待處理物品對應的目標三維模型，包括：從所述目標點云數據集中選取多個基點，并根據所述多個基點對所述目標點云數據集進行點云配準，得到點云配準后的數據集；對所述點云配準后的數據集進行特征點提取，得到特征點云數據；通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行點云卷積運算，得到多個特征像素值；根據所述多個特征像素值構建所述待處理物品的三維結構；對所述三維結構進行三維渲染，得到所述待處理物品的目標三維模型。
[0009]可選的，在本專利技術第一方面的第四種實現方式中，所述采集所述目標物品的表面圖像，并根據所述表面圖像對所述目標物品進行表征數據提取，得到目標表征數據，以及對所述目標表征數據進行紋理特征提取，得到表面紋理特征，包括：采集所述目標物品的表面圖像，并根據所述表面圖像對所述目標物品進行表征數據提取，得到目標表征數據；將所述目標表征數據輸入預置的卷積神經網絡進行特征提取，得到特征表征數據；將所述特征表征數據輸入預置的生成對抗網絡進行特征還原，得到目標還原數據；對所述目標還原數據進行紋理特征識別和紋理特征提取，輸出所述目標表征數據的表面紋理特征。
[0010]可選的，在本專利技術第一方面的第五種實現方式中，所述根據所述表面紋理特征對所述目標物品進行激光雕刻質量檢驗，得到所述目標物品對應的質量檢驗結果，包括：根據所述表面紋理特征計算激光雕刻區域的位置數據、雕刻深度和表面平滑度；根據所述位置數據、所述雕刻深度和所述表面平滑度對所述目標物品進行激光雕刻質量檢驗，生成質量檢驗結果。
[0011]可選的，在本專利技術第一方面的第六種實現方式中，所述基于激光雷達的實時三維重建方法還包括：根據所述目標雕刻圖案對所述待雕刻區域進行圖案映射，得到預雕刻區域；對所述預雕刻區域進行分區，得到多個分區，并獲取所述多個分區的二維圖案和每個分區的位置參數；通過所述激光雕刻機根據每個分區的位置參數對預雕刻區域進行定位，并控制所述激光雕刻機按照所述二維圖案對所述預雕刻區域進行激光雕刻，得到目標物品。
[0012]本專利技術第二方面提供了一種基于激光雷達的實時三維重建裝置，所述基于激光雷達的實時三維重建裝置包括：獲取模塊，用于獲取待處理物品的參數數據，并根據所述參數
數據計算所述待處理物品的物體曲率，以及根據所述物體曲率計算所述待處理物品的多個掃描角度；掃描模塊，用于根據所述多個掃描角度，調用預置的激光雷達對所述待處理物品進行全方位掃描，輸出每個掃描角度的點云數據，并對每個掃描角度的點云數據進行點云數據融合，生成所述待處理物品的原始點云數據集；處理模塊，用于對所述原始點云數據集進行離群點去除，得到標準點云數據集，并對所述標準點云數據集進行點云濾波，得到降噪點云數據集，以及對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集；提取模塊，用于對所述目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行三維重建，得到所述待處理物品對應的目標三維模型；雕刻模塊，用于根據所述目標三維模型選取所述待處理物品的待雕刻本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于激光雷達的實時三維重建方法，其特征在于，所述基于激光雷達的實時三維重建方法包括：獲取待處理物品的參數數據，并根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率，以及根據所述物體曲率計算所述待處理物品的多個掃描角度；根據所述多個掃描角度，調用預置的激光雷達對所述待處理物品進行全方位掃描，輸出每個掃描角度的點云數據，并對每個掃描角度的點云數據進行點云數據融合，生成所述待處理物品的原始點云數據集；對所述原始點云數據集進行離群點去除，得到標準點云數據集，并對所述標準點云數據集進行點云濾波，得到降噪點云數據集，以及對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集；對所述目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行三維重建，得到所述待處理物品對應的目標三維模型；根據所述目標三維模型選取所述待處理物品的待雕刻區域，并獲取目標雕刻圖案，以及調用預置的激光雕刻機并根據所述目標雕刻圖案對所述待雕刻區域進行激光雕刻，得到目標物品；采集所述目標物品的表面圖像，并根據所述表面圖像對所述目標物品進行表征數據提取，得到目標表征數據，以及對所述目標表征數據進行紋理特征提取，得到表面紋理特征；根據所述表面紋理特征對所述目標物品進行激光雕刻質量檢驗，得到所述目標物品對應的質量檢驗結果。2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的實時三維重建方法，其特征在于，所述獲取待處理物品的參數數據，并根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率，以及根據所述物體曲率計算所述待處理物品的多個掃描角度，包括：從預置的數據庫中查詢待處理物品的目標型號，并根據所述目標型號獲取所述待處理物品的參數數據；根據所述參數數據計算所述待處理物品的物體曲率；根據所述物體曲率將所述待處理物品分割為多個連續視覺區域；根據所述多個連續視覺區域確定所述待處理物品的多個掃描角度。3.根據權利要求1所述的基于激光雷達的實時三維重建方法，其特征在于，所述對所述原始點云數據集進行離群點去除，得到標準點云數據集，并對所述標準點云數據集進行點云濾波，得到降噪點云數據集，以及對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集，包括：獲取所述原始點云數據集中的多個目標點，并分別計算所述多個目標點之間的點距；根據所述點距確定離群點，并將所述原始點云數據集中的離群點進行去除，得到標準點云數據集；對所述標準點云數據集中的多個目標點進行領域均值計算，得到目標均值，并根據所述目標均值對所述標準點云數據集中的多個目標點進行點位修正，得到降噪點云數據集；計算所述降噪點云數據集的點云密度，并根據所述點云密度對所述降噪點云數據集進行密度平均處理，得到目標點云數據集。
4.根據權利要求1所述的基于激光雷達的實時三維重建方法，其特征在于，所述對所述目標點云數據集進行點云配準和特征提取，得到特征點云數據，并通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行三維重建，得到所述待處理物品對應的目標三維模型，包括：從所述目標點云數據集中選取多個基點，并根據所述多個基點對所述目標點云數據集進行點云配準，得到點云配準后的數據集；對所述點云配準后的數據集進行特征點提取，得到特征點云數據；通過預置的三維重建算法對所述特征點云數據進行點云卷積運算，得到多個特征像素值；根據所述多個特征像素值構建所述待處理物品的三維結構；對所述三維結構進行三維渲染，得到所述待處理物品的目標三維模型。5.根據權利要求1所述的基于激光雷達的實時三維重建方法，其特征在于，所述采集所述目標物品的表面圖像，并根據所述表面圖像對所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃澤宇，羅冠清，
申請(專利權)人：創數深圳網絡科技有限公司，
類型：發明
國別省市：