[发明专利]一种基于局部不变形的飞机C型梁配准方法

权利要求书

1.一种基于局部不变形的飞机C型梁配准方法，适用于存在变形的飞机C型梁工件，其特征在于，所述配准方法包括：

S1，获取飞机C型梁实测点云数据；

S2，利用快速点特征直方图特征描述的方法对C型梁数模和实测点云数据进行粗配准；

S3，对粗配准后的实测点云数据进行分割处理和平面提取，将C型梁分割成三个平面，从中判定出C型梁底面；

S4，以C型梁底面作为与C型梁数模配准的约束，采用C型梁底面部分的点云数据和C型梁数模进行精配准，计算得到C型梁底面的实测点云数据与C型梁数模配准的变换矩阵；

S5，采用步骤S4得到的变换矩阵对粗配准后的飞机C型梁实测点云数据进行位置变换，得到最终配准结果；

步骤S3中，所述对粗配准后的实测点云数据进行分割处理和平面提取，将C型梁分割成三个平面的过程包括以下步骤：

S301，从实测点云数据集中随机抽出3个互不共线的样本数据，拟合成一个平面；

S302，计算其他点到这个平面的距离，如果距离小于第一预设距离阈值，则将该点加入该平面所属点集；

S303，判断最终生成的平面所属点集中的点的总数量是否达到设定数量阈值，如果达到，将该平面作为飞机C型梁的其中一个平面，并求出所有属于该平面的点的集合，进入步骤S304，否则，返回S301；

S304，去除已确定平面所包含的点集，返回步骤S301，直至计算得到飞机C型梁所包含的三个平面的点集。

2.根据权利要求1所述的基于局部不变形的飞机C型梁配准方法，其特征在于，步骤S1中，采用三维激光扫描仪获取飞机C型梁实测点云数据。

3.根据权利要求1所述的基于局部不变形的飞机C型梁配准方法，其特征在于，步骤S2中，所述利用快速点特征直方图特征描述的方法对C型梁数模和实测点云数据进行粗配准的过程包括以下步骤：

S21，对飞机C型梁实测点云数据进行采样，构成待配准点云；

S22，计算飞机C型梁实测点云数据中每个采样点的快速点特征直方图；

S23，在目标点云中查找与待配准点云中具有相似快速点特征直方图特征的点，根据相似点构建待配准点云和目标点云中每个对应点的对应关系，并计算旋转矩阵；

S24，旋转平移待配准点云完成初始配准。

4.根据权利要求1所述的基于局部不变形的飞机C型梁配准方法，其特征在于，步骤S4中，所述计算得到C型梁底面的实测点云数据与C型梁数模配准的变换矩阵的过程包括以下步骤：

S41，计算实测C型梁数据点云P中的每一个点在数模Q点集中的对应最近点，构成若干个对应点对；

S42，计算得到使上述若干个对应点对平均距离最小的刚体变换，以及相应的平移参数和旋转参数；

S43，采用步骤S42中计算得到的平移参数和旋转参数对P进行变换，得到新的变换点集P′；

S44，判断新的变换点集P′与参考点集之间的平均距离是否小于第二预设距离阈值β，如果小于，停止迭代计算，否则将新的变换点集P′作为新的P，返回步骤S41继续迭代，所述参考点集是指Q中与P对应点集。