[发明专利]基于曲面重建方法的物体外观检测方法及应用方法

权利要求书

1.一种物体外观检测方法，其特征在于具体包括如下步骤：

1)获取点云数据；

2)采用曲面重建方法，对曲面进行重建；

3)计算重建曲面和原始曲面的Hausdorff距离，并根据Hausdorff距离进行物理的外观检测；

其中，所述的曲面重建方法，包括如下步骤：

S1.获取给定曲线曲面上的一个数据点列及对应的法向量；

S2.构造初始曲线曲面；

S3.计算残差向量；

S4.给每个点赋予权重，计算最小化步长，并更新参数；具体为包括如下步骤：

给每个点赋予权重为为残差向量；

计算最小化步长α⁽⁰⁾为n为数据点的个数；φ(p_j)为x的取值为p_j的径向基核函数φ(x)；

计算新的参数为其中i＝1,2,...,n；d_i为由定义的距离场中的距离值，用于表示空间中点p_i在每个点RBF中心点p_i所定义的场中的梯度与p_i的法向上的投影之和；

S5.生成新的共轭向量参数，并得到新的共轭向量；具体包括如下步骤：

生成新的共轭向量参数β⁽⁰⁾为

计算得到新的共轭向量为

S6.生成新的曲线曲面；具体包括如下步骤：

生成新的曲线曲面f⁽¹⁾(x)为

式中A,B为向量A和向量B的点积；n_i为每个点的法向量；为的梯度；为归一化的径向基函数；

S7.重复步骤S3～S6，直至达到设定的重复条件；从而得到最终重建的曲面。

2.根据权利要求1所述的物体外观检测方法，其特征在于还包括如下步骤：

若原始数据的噪声超过设定值，则先对点云数据进行离群点去除，然后通过正则化径向基函数配置矩阵,将径向基函数配置矩阵从插值转换为逼近：径向基函数配置矩阵B转换为正则矩阵B+τI，其中τ为正则化参数，I为单位矩阵，并设置τ＝n；

在重复计算过程中，采用代替参数d_j。

3.根据权利要求1所述的物体外观检测方法，其特征在于步骤S2所述的构造初始曲线曲面，具体为采用如下步骤构造初始曲线曲面：

A.获取给定曲线曲面上一个数据点列P＝{p₁,p₂,...,p_n}，其中或以及该数据点列所对应的方向一致的法向量N＝{n₁,n₂,...,n_n}，其中或n为数据点的个数；

B.采用如下表达式构造隐式函数，用于表示步骤A得到的数据点列P和法向量N所对应的数据集所定义的曲线或曲面：

式中x为数据点；c_i为由插值约束决定的系数；n_i为每个点的法向量；为的梯度；A,B为向量A和向量B的点积；为归一化的径向基函数，且||x-p_i||为点x到点p_i的欧式距离，φ_ρ(r)为单位化径向基函数中的核函数且其中ρ为支撑半径，r＝||p-q||为数据点p与数据点q之间的欧式距离；

C.在迭代前，令其中i＝1,2,...,n；d_i为由定义的距离场中的距离值，用于表示空间中点p_i在每个点RBF中心点p_i所定义的场中的梯度与p_i的法向上的投影之和；

D.采用算式得到初始曲线曲面。

4.根据权利要求3所述的物体外观检测方法，其特征在于步骤S3所述的计算残差向量，具体为采用如下步骤计算残差向量：

令和并采用如下算式计算残差向量为其中为初始迭代参数；φ(x)为径向基核函数；b_i为迭代初值；g⁽⁰⁾(x)为矢量化核函数。