基于3D点云边界点特征的航空叶片位姿识别

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第12期北京时间：

作者：韩奉林, 李炜健, 苏斌, 彭沆, 李其鑫

单位：1.中南大学机电工程学院2.中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室

摘要：针对航空叶片在加工过程中定位成本高、效率低且精度难以保证的问题,提出一种基于3D点云边界点特征配准算法的航空叶片位姿识别方法,通过一次扫描即可快速、精确定位航空叶片在空间中的具体位置。首先,通过结构光相机获取工件的点云数据并对其进行预处理;随后,根据邻域点在切平面的投影向量夹角提取点云边界点作为配准的关键点;计算关键点的快速点特征直方图(FPFH)描述子,采用采样一致性初始配准(SAC-IA)算法求解粗配准矩阵;然后使用点到面的最近点迭代(ICP)算法进行精配准。最后,进行机器人视觉定位实验验证,结果表明针对航空叶片,所提算法显著提高了配准精度,均方误差为0.654 0 mm2;对于航空叶片在空间中位置的识别误差在1 mm以内,能够满足定位需求。

关键词：航空叶片,加工定位,点云配准,边界特征

基金资助：国家重大科研仪器研制资助项目(52227806);湖南省科技创新计划资助项目(2022GK4027)。