基于点云配准的曲面三维差异检测

在工件打磨任务中,实测数据与标准模型数据之间的差异性比较是实现机器人自动化打磨的关键研究问题之一。针对如何快速精确地提取陶瓷素胚工件曲面的三维差异数据问题,设计了一种曲面配准流程。首先,针对点云的粗对齐步骤,采用体素网格滤波进行下采样,采用了Hough投票法进行粗配准,将粗配准步骤运行时间控制在0.3 s以内。其次,针对点云的精确配准步骤,利用了CUDA加速比较耗时的ICP配准算法,将精确配准耗时控制在0.5 s以内。最后,针对差异提取步骤,通过引入Octree数据结构实现了差异点云的快速提取。最终,将模型曲面点云与扫描曲面点云之间的RMS误差控制在0.5 mm内,总运行时间控制在1 s之内,实现了两个曲面的快速精确对齐以及差异提取。