[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

说明书

本发明公开了一种曲面重建方法，包括获取给定曲线曲面上的一个数据点列及对应的法向量；构造初始曲线曲面；计算残差向量；赋予每个点权重、计算最小化步长并更新参数；生成新的共轭向量参数并得到新的共轭向量；生成新的曲线曲面；重复上述步骤直至达到设定条件得到最终重建的曲面。本发明还公开了包括所述曲面重建方法的物体外观检测方法，以及所述曲面重建方法的应用方法。本发明提供的这种基于曲面重建方法的物体外观检测方法及应用方法，构造了以拟插值结果为初值，基于局部支撑径向基函数的隐式几何迭代方法进行点云重建，重建效果更好，而且简单易行，可靠性高，准确性好，精确度高。

技术领域

本发明属于扫描技术领域，具体涉及一种基于 曲面重建方法的 物体外观检测方法及应用方法。

背景技术

近年来，随着三维扫描技术的广泛使用，利用采样点进行曲面重构显得愈来愈重要。因此，众多研究学者研究，并提出了许多重构技术，并广泛应用于机器人技术、计算机辅助设计和制造等领域。由于径向基函数具有计算简单、可处理非均匀采样点的特点，因此备受研究学者的青睐。基于径向基函数的重构方法，已经成为了目前的主流方法之一。

采用基于径向基函数的方法重构曲面的关键步骤，是求解一个线性方程组，而求解过程也成为了这类方法的瓶颈之一。在重构过程中，随着数据点增大，线性系统容易出现奇异，从而造成求解不稳定且计算耗时的问题。为了解决这些问题，研究人员提出了基于径向基函数的拟插值曲面重建技术。然而，拟插值方法是一个逼近的方法，其会把细节特征光滑掉，从而导致有较大的重构误差，尤其是在采样点稀疏的区域，该类重构误差将被放大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、准确性好且精确度高的曲面重建方法。

本发明的目的之二在于提供一种包括了所述曲面重建方法的物体外观检测方法。

本发明的目的之三在于提供一种所述曲面重建方法的应用方法。

本发明提供的这种曲面重建方法，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；

S5.生成新的共轭向量参数，并得到新的共轭向量；

S6.生成新的曲线曲面；

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。

所述的曲面重建方法，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。

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：