泉州华中科技大学智能制造研究院王嘉鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉泉州华中科技大学智能制造研究院申请的专利一种基于点云的铸件变形补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120219251B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510687356.5,技术领域涉及:G06T5/80;该发明授权一种基于点云的铸件变形补偿方法是由王嘉鑫;陈文奇;胡富力;钟治魁;刘旭升;苏德全;柳龙杰;钟剑兵;胡锡涛;黄剑峰设计研发完成,并于2025-05-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于点云的铸件变形补偿方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于点云的铸件变形补偿方法,属于三维数字化检测与精密铸造技术交叉领域,包括对铸件点云进行高斯滤波及边缘点检测后对边缘点检测结果进行采样得到源点云,利用ICP配准将源点云配准至铸件的模板点云坐标系下,得到初始配准点云;利用SIFT分别获取初始配准点云和模板点云的配准特征点集合和模板特征点集合,依据特征点距离获取粗匹配对集合,对该粗匹配对集合进行鲁棒匹配以得到精配准点云;基于局部仿射变换与多尺度形变映射对精配准点云进行形变补偿,得到最终配准点云;将最终配准点云分为刚性层点云和非刚性层点云;利用全局变换矩阵对最终配准点云进行变换得到补偿点云。本发明能够有效提高铸件的形变补偿精度与效率。
本发明授权一种基于点云的铸件变形补偿方法在权利要求书中公布了:1.一种基于点云的铸件变形补偿方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤S1、对高斯滤波后的铸件点云进行边缘点检测,利用动态采样率对边缘点检测结果进行采样得到源点云,利用ICP配准将源点云配准至铸件的模板点云坐标系下,得到初始配准点云; 步骤S2、利用SIFT分别获取初始配准点云和模板点云的配准特征点集合和模板特征点集合,依据特征点距离获取粗匹配对集合,对该粗匹配对集合进行鲁棒匹配以得到精配准点云; 步骤S3、基于局部仿射变换与多尺度形变映射对精配准点云进行形变补偿,得到最终配准点云; 步骤S4、计算最终配准点云中各点云的曲率标准差,并基于KD树对最终配准点云进行聚类得到多簇点云,对于每一簇点云,若各点云的曲率标准差小于设定的曲率阈值且点云间法向量夹角小于设定的第一夹角阈值,则将该簇点云归于刚性层点云,否则归于非刚性层点云; 步骤S5、利用全局变换矩阵对最终配准点云进行变换得到补偿点云,全局变换矩阵由齐次变换矩阵和局部仿射变换矩阵加权融合得到,齐次变换矩阵根据刚性层点云获取,局部仿射变换矩阵根据非刚性层获取; 所述步骤S3具体包括如下步骤: 步骤S31、通过随机梯度下降迭代优化局部仿射变换矩阵A i ,其中,损失函数为,其中,,,表示模板点云中与点云p i 匹配的点,为设置的阈值; 步骤S32、利用拉普拉斯贝尔特拉米算子计算经局部仿射变换矩阵变换后的精配准点云的曲率,分离高曲率区域和低曲率区域,构建高斯金字塔,逐层降低点云分辨率,提取从粗到细的几何特征,以实现多尺度滤波,得到滤波后点云; 步骤S33、定义能量函数,以最小化滤波后点云与模板点云之间的Wasserstein距离优化变换矩阵T',得到最终配准点云,其中,p i' 表示滤波后点云,p j' 为模板点云中与p i' 匹配的点云,inf表示下确界。
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