(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211044513.3 (22)申请日 2022.08.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115116050 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 相国新材 料科技江苏有限公司 地址 226000 江苏省南 通市海安市城东 镇 立发大道 99号-9 (72)发明人 张言　陈庆安　石全强　 (51)Int.Cl. G06V 20/64(2022.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (56)对比文件 CN 107292935 A,2017.10.24CN 114202470 A,202 2.03.18 US 201417 7915 A1,2014.0 6.26 CN 113093217 A,2021.07.09 吴禄慎等.基 于特征信息分类的三维点数据 去噪. 《光学精密工程》 .2016,(第0 6期),第238- 246页. 审查员 任俊鹏 (54)发明名称 用于增材制造设备的制造件外观在线识别 方法 (57)摘要 本发明涉及三 维点云数据处理技术领域， 具 体涉及一种用于增材制造设备的制造件外观在 线识别方法。 该方法通过自适应引导滤波对点云 数据进行去噪。 根据制造件中存在 平整的边缘以 及有拐角的边缘， 将采集的点云数据分为平整剖 面区域和拐角区域， 并对于拐角区域而言， 可能 由多个平整剖面区联合组成。 通过计算不同区域 的数据点的离散度来表征数据邻域的分布信息， 并根据不同区域的数据点来自适应获取引导滤 波参数。 通过自适应的引导滤波参数进行滤波去 噪， 根据去噪后的三维点云数据检测制造件是否 存在缺陷。 本发 明通过自适应的对三维点云数据 进行去噪滤波处理， 保证了制造件外观检测过程 的准确性。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115116050 B 2022.12.13 CN 115116050 B 1.一种用于增材制造设备的制造件外观在线识别方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取制造件的三维点云数据； 获得三维点云数据的数据点构成的趋势面， 通过趋势面 的法向量方向的变化划分平整剖面区域和拐角区域； 通过LOF局部离群因子获得平整剖面区域每个数据点的离散度， 具体包括： 计算某一个 数据点周围满足小于欧式距离阈值 的邻域点的个数 ， 再计算所有数据点的周围满足小 于欧式距离阈值 的邻域点的个数求取均值， 作为计算LOF局部离群因子的邻域大小 ， 其中 表示第 个数据点邻域中满足阈值 的邻域点个数， 表示采集的点云数 据总数据点的数量， 表示向下 取整函数； 通过LOF局部离群因子来表征平整剖面区域的第 个数据点的离散度 的计算表达式 为： 式中, 表示平整剖 面区域的第 个数据点的 邻域范围内的数据点的数量； 表示 平整剖面区域的第 个数据点的 邻域范围内的第 个数据点； 表示平整剖面区域 的第 个数据点的坐标； 表示平整剖面区域的第 个数据点的 邻域范围内的第 个 数据点的坐标； 表示平整剖面区域的第 个数据点的局部可达密度； 表示平整剖面 区域的第 个数据点的邻域内数据点的平均局部可达密度， ； 将拐角区域分 为多个子平整剖面区域； 根据子平整剖面区域的法向量方向和区域中每个数据点的法向量 方向获得每个数据点的权重， 根据权重和对应的初始离散度获得子平整剖面区域内每个数 据点的离 散度； 根据平整剖面区域中数据点的离散度或者拐角区域中数据点的离散度获得每个数据 点的自适应窗口尺寸； 根据自适应窗口对三维点云数据进行引导滤波， 获得去 噪后的三维 点云数据； 根据去噪后的三维点云数据进行三维模型重建， 获得制造件的三维模型； 与标准制造 件模板进行比较， 检测当前模板制造件是否存在缺陷。 2.根据权利要求1所述的一种用于增材制造设备的制造件外观在线识别方法， 其特征 在于， 所述获得三维点云数据的数据点构成的趋势面包括： 随机选取一个数据点， 并选取该数据点周围中欧式距离最近的二个数据点作为一个趋 势面； 获取该趋势面   的法向量以及该法向量的方向 ； 以这三点数据点的质心为锚点， 计 算距离该锚点最近的二个数据点重新构成一个趋势面， 并获取该趋势面 的法向量以及该权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115116050 B 2法向量的方向 ， 计算 和 的差异值； 设置角度差异值阈值 ， 若 和 的差异值 ， 则表明趋势面 和趋势面 为同一个趋势面， 继续此操作， 直到不满足条件为止； 在不满足 条件的构建趋势面过程中的二个数据点中选取一个数据点， 类似上述操作进行趋势面构 建， 获得多个趋势 面； 对于仅存在一个趋势面的位置定义为平整剖面区域； 若每个数据点会 存在多个趋势面， 则对应的区域 为拐角区域。 3.根据权利要求1所述的一种用于增材制造设备的制造件外观在线识别方法， 其特征 在于， 所述根据子平整剖面区域的法向量方向和区域中每个数据点的法向量方向获得每个 数据点的权 重包括： 第 个数据点对于第 个子平整剖面的权 重 的计算表达式为： 式中， 表示拐角区域中第 个数据点的法向量的角度； 表示拐角区域中第 个数据点 所属的第 个子平整剖面的法向量的角度。 4.根据权利要求1所述的一种用于增材制造设备的制造件外观在线识别方法， 其特征 在于， 所述根据权重和对应的初始离散度获得子平整剖面区域内每个数据点的离散度包 括： 拐角区域中第 个数据点的离 散度计算表达式为： 式中， 表示拐角区域 中第 个数据点的所属的第 个平整剖面的权重； 表示拐角 区域中第 个数据点对于第 个平整剖面的初始离散度； 表示拐角区域划分的平整剖面区 域。 5.根据权利要求1所述的一种用于增材制造设备的制造件外观在线识别方法， 其特征 在于， 所述根据 平整剖面区域中数据点的离散度或者拐角区域中数据点的离散度获得每个 数据点的自适应窗口尺寸包括： 平整剖面 区域的第 个数据点的自适应窗口 和拐角区域的第 个数据点的自适应窗 口 的计算表达式为： 式中， 为初始的窗口大小； 表示平整剖面区域中第 个数据点的离散度； 表示拐角 区域中第 个数据点的离散度； 表示平整剖面区域窗口调节超参数， 表示拐角区域窗 口调节超参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115116050 B 3