基于点云曲面重建的飞机壁板法向检测方法

作     者：赵世辰 王红平 王宇 刘鑫 张乂文 ZHAO Shichen;WANG Hongping;WANG Yu;LIU Xin;ZHANG Yiwen

作者机构：长春理工大学机电一体化实验室长春130022 

出 版 物：《激光杂志》 (Laser Journal)

年 卷 期：2022年第43卷第10期

页      面：45-50页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：吉林省科技厅重点技术攻关项目(No.20190302019GX) 吉林省科技发展计划项目(No.20210203026SF) 

主　　题：机器人制孔 曲面法向测量 移动最小二乘 点云重建 随机采样一致性 

摘      要：为保证飞机壁板装配孔的垂直度,提出了基于随机采样一致性(RANSAC)与移动最小二乘法(MLS)的法向量检测方法。通过改进MLS的残差函数,并采用双边加权的方式改进其权函数,提出双边加权式移动最小二乘法(BWMLS)。对比平面离散数据拟合算例及点云曲面重建的结果,验证了BWMLS方法在拟合精度、边缘特征保持等方面相比MLS更加优越。最后将3D相机获取的带RGB信息点云数据经改进RANSAC法分割两个十字激光标记的垂直平面,在各自平面内使用BWMLS拟合空间曲线,两条曲线在交点处切线的叉积即为所测法向量。实验表明该方法具有极强的鲁棒性,测量法向偏差小于0.16°,符合飞机铆孔的垂直度精度要求。