(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210441215.1 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市虹口区四平路1239号 (72)发明人 张剑　董铭伦　陈逸山　 (74)专利代理 机构 上海邦德专利代理事务所 (普通合伙) 31312 专利代理师 刘旭章 (51)Int.Cl. G06V 10/30(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/50(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06T 17/10(2006.01) (54)发明名称 一种应用新型三维点云识别方法的座便器 粘接效果检测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种应用新型三维点云识别 方法的座便器粘接效果检测系统及方法， 包括： 该过搭建的结构光扫描系统， 完成对座便器粘接 模型的点云扫描， 通过扫描 得到的点云图像检测 粘接模型的上表面平行度以及座圈和胚体表面 的粘接重合度是否符合产品质量要求， 采用KD ‑ tree算法来 建立点云数据间的拓 扑关系， 通过直 通滤波并结合栅格采样的方式进行点云数据的 去噪和精简处理， 进而完成对点云数据的预处理 操作。 随后利用SHOT特征描 述符对提取的特征点 进行点云局部描述， 然后进行对应关系的查找， 并引入三维霍夫投票机制对初始对应关系进行 筛选聚类， 进而完成复杂场景中的目标识别。 在 完成对点云数据的识别后， 即可进行模型粘接效 果的检测。 最后， 在完成对粘接效果的检测后。 根 据本发明， 用于识别合格、 可修复以及不合格的 产品， 尽量保证节约原材料、 降低成本、 提高效率。 权利要求书1页 说明书8页 附图5页 CN 115082686 A 2022.09.20 CN 115082686 A 1.一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 其特 征在于， 包括： 结构光系统扫描模块， 所述结构光系统扫描模块用于在机械手臂夹取座圈完成座圈与 座便器胚体的粘接后， 对粘接后的模型进 行扫描， 得到粘接模 型的点云分布图， 并对点云数 据进行预处理； 点云数据识别模块， 所述点云数据识别模块用于识别点云数据及检测粘接模型的上表 面平行度以及座圈和胚 体表面的粘接 重合度； 产品质量评估 模块， 所述产品质量评估 模块用于识别合格、 可修复以及不 合格的产品。 2.如权利要求1所述的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 其特征在于， 所述座便器由杯体和 座圈分块粘接而成， 粘接完成后通过结构光相 机扫描粘 接模型， 获取点云数据。 3.如权利要求2所述的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 其特征在于， 还包括预处理模块， 所述预处理模块用于在点云目标识别之前， 先对采集的点 云数据进行 预处理， 预处理模块包括建立 点云数据间的拓扑关系 、 滤波降噪及精简处 理。 4.如权利要求1 ‑3所述的任一的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检 测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 搭建光扫描系统， 通过结构光相机与点云数据采集软件对粘接后模型的上表面和 侧面进行扫描， 在软件内显示 点云数据采集结果； S2、 对步骤S1中的点云数据进行 预处理； S3、 通过KD‑Tree算法搜索多维空间中关键数据点的近邻点， 建立 点云集的拓扑关系； S4、 在进行识别之前要对预 先获得的点云数据进行 滤波去噪； S5、 通过栅格采样算法进行点云数据的精简处理， 在减少数据量的同时， 尽可能保留点 云的轮廓和特 征。 5.如权利要求4所述的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测方法， 其特征在于， 在完成对点云数据的预 处理后， 对粘接后模型的点云特征进 行识别， 所述点云 特征进行识别包括特征点提取， 通过S HOT特征描述符对场景点云与模板点云提取的特征点 进行点云局部描述， 然后进行对应关系的查找， 最后引入三维霍夫投票机制对初始对应关 系进行筛 选聚类， 进 而完成复杂场景中的目标识别。 6.如权利要求5所述的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 其特征在于， 在完成对点云数据的识别后， 需要根据粘接模型的点云图像检测粘接模型 的 上表面平行度以及座圈和胚 体表面的粘接 重合度是否符合产品质量要求。 7.如权利要求6所述的一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 其特征在于， 在完成点云识别以及 粘接模型的检测后， 根据粘接后座圈表面的平行度 ε和座 圈与胚体表面的重合度δ建立一个评估模型， 并根据实际加工要求对两个参数赋予不同的 权重k1和k2， 输出结果评估指标k1ε+k2δ。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115082686 A 2一种应用新型三维点 云识别方 法的座便器粘接效果检测系统 及方法 技术领域 [0001]本发明涉及机械的技术领域， 特别涉及一种应用新型三维点云识别方法的座便器 粘接效果检测系统及方法。 背景技术 [0002]海上风电由于其资源丰富、 风速稳定、 对环境的负面影响较少、 不占用土地资源等 优势， 近几年 发展迅速。 目前大功 率海上风电设施的桩腿尺寸、 体积大、 质量重， 其安装时需 要用到搭载在安装平台上 的起重设备， 这就对安装平台的承载能力提出了更高的要求， 导 致安装平台的质量上升， 需要构建更加强有力的支撑结构。 [0003]目前， 海上风电安装及打桩基本都是由自升式起重平台和浮式起重船两类船舶完 成的。 其中 自升式平台配备了起重吊机和4～8个桩腿,其工作过程如下： 在到达 现场之后桩 腿插入海底支撑并固定驳船,通过液压升降装置可以将驳船完全或部分抬出水面,形成不 受波浪影响的稳定平台。 这样， 起重船便能在工作时需要保持稳定的姿态。 传统的桩柱由桩 腿和桩靴组成， 巨大的桩靴深深地插入海床， 能提供充足的支反力， 以支持自身重量和因吊 桩柱产生的各种载荷， 起到稳定整个安装平台的作用。 由于桩靴具有巨大的截面(约100平 方米)， 其 缺点显而易见， 即在插拔桩的过程中消耗大量的时间， 大 大降低了 工作效率。 发明内容 [0004]针对现有技术中存在的不足之处， 本发明的目的是提供一种应用新型三维点云识 别方法的座便器粘接效果检测系统及方法， 用于识别合格、 可修复以及不合格的产品， 尽量 保证节约原材料、 降低 成本、 提高效率。 为了实现根据本发明的上述目的和其他优点， 提供 了一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测系统， 包括： [0005]结构光系统扫描模块， 所述结构光系统扫描模块用于在机械手臂夹取座圈完成座 圈与座便器胚体的粘接后， 对粘接后的模型进行扫描， 得到粘接模型的点云分布图， 并对点 云数据进行 预处理； [0006]点云数据识别模块， 所述点云数据识别模块用于识别点云数据及检测粘接模型的 上表面平行度以及座圈和胚 体表面的粘接 重合度； [0007]产品质量评估模块， 所述产品质量评估模块用于识别合格、 可修复以及不合格的 产品。 [0008]优选的， 所述座便器 由杯体和座圈分块粘接而成， 粘接完成后通过结构光相机扫 描粘接模型， 获取点云数据。 [0009]优选的， 还包括预处理模块， 所述预处理模块用于在点云目标识别之前， 先对采集 的点云数据进行预处理， 预处理模块包括建立点云数据间的拓扑关系、 滤波降噪及精简处 理。 [0010]一种应用新型三维点云识别方法的座便器粘接效果检测方法， 包括以下步骤：说　明　书 1/8 页 3 CN 115082686 A 3