(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211254437.9 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 汇鼎智联装备 科技 （江苏） 有限公司 地址 224008 江苏省盐城市 盐南高新区新 河街道办事处新园路10 0号 (72)发明人 崔超　徐健　周美兰　陆振　 李振国　李正明　陆虎　 (74)专利代理 机构 北京方迪誉诚专利代理有限 公司 11808 专利代理师 房凯　宣力伟 (51)Int.Cl. G01N 21/954(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 19/20(2011.01) (54)发明名称 圆筒内表 面检测方法、 可视化方法以及检测 系统 (57)摘要 本发明提供一种圆筒表内面检测方法、 可视 化方法以及检测系统， 其中所述圆筒内表面检测 方法包括如下步骤： （a） 扫描所述圆筒内表面， 以 获取由3D点云数据组成的点云数据集合； （b） 拼 接所述点云数据集合中的所述3D点云数据成圆 柱模型； 以及 （c） 判断当前点是否是缺陷点。 权利要求书3页 说明书15页 附图6页 CN 115326835 A 2022.11.11 CN 115326835 A 1.一种圆筒内表面检测方法， 其特征在于， 其中所述圆筒内表面检测方法包括如下步 骤： （a） 扫描 待测的圆筒内表面， 以获取由3D点云数据组成的点云数据集 合； （b） 拼接所述 点云数据集 合中的所述3D点云数据成圆柱模型； 以及 （c） 判断所述圆柱模型的点是否是缺陷点。 2.根据权利要求1所述圆筒内表面检测方法， 其中所述 步骤 （a） 进一 步包括如下步骤： （a.1） 以特定的扫描视场沿圆筒的轴向方向O扫描所述圆筒内表面， 并得到对应的深度 图像； （a.2） 调整扫描视场与待测的圆筒内表面的相对角度， 并在每次调整后依上述步骤 （a.1） 扫描所述待测物的圆筒内表面和得到对应的深度图像， 以致完整扫描所述待测物的 圆筒内表面。 3.根据权利要求2所述圆筒内表面检测方法， 其中在所述步骤 （a.2） 中， 以特定的旋转 角度转动待测物， 使得扫描视场切换至所述待测物的圆筒内表面的特定位置 。 4.根据权利要求2所述圆筒内表面检测方法， 其中在所述步骤 （a.2） 中， 以特定的旋转 角度转动 深度相机， 使得所述深度相机的扫描视场切换至所述待测物的圆筒内表面的特定 位置。 5.根据权利要求2所述圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的所述步 骤 （a） 进一 步包括如下步骤： （a.3） 解析 各所述深度图像为多片3D点云数据， 以组成所述 点云数据集 合。 6.根据权利要求2所述 圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的步骤 （b） 进一步包括如下步骤： （b.1） 基于一片3D点云数据计算所述点云数据 集合中其他各3D点云数据的旋转量和平 移量； （b.2） 旋转和平 移其他各点云数据， 以获取圆柱点云数据。 7.根据权利要求6所述圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的步骤 （b.1） 进一 步包括如下步骤： （b.1.1） 基于第一片3D点云数据估算圆柱参数， 并得到圆柱轴上的一点 、 圆柱轴的方向 及半径r； 和 （b.1.2） 对于第i片3D点云数据 ， 已知旋转角度θ及旋转轴v， 计算初始旋转矩阵R和初 始平移量t， 其中 。 8.根据权利要求6所述圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的步骤 （b.2） 进一 步包括如下步骤： （b.2.1） 基于初始的旋转矩阵R和平 移向量t， 估算变换矩阵 ； 和 （b.2.2） 基于变换矩阵 来旋转和平移第i片3D点云数据 进行， 得到 ： 其中 与 分别为最终的旋转与平 移矩阵， ， 。 9.根据权利要求6所述圆筒内表面检测方法， 其中在所述步骤 （c） 中， 基于拼接得到的 所述圆柱模型根据点到轴的距离与半径的差值 来判断当前点是否是缺陷点。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115326835 A 210.根据权利要求8所述圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的步骤 （c） 进一 步包括如下步骤： （c.1） 设定圆筒缺陷判断阈值 ， 其中 ； 和 （c.2） 计算圆柱点云中每个点到圆柱轴的距离， 若 ， 若 ， 则点 为凹陷点； 若 ， 则点 为凸起点。 11.根据权利要求10所述圆筒内表面检测方法， 其中在所述圆筒内表面检测方法的步 骤 （c.1） 之前进一 步包括步骤； （c.0.1） 在 和 方向划分圆柱点云Q成多个小块点云 ； 和 （c.0.2） 圆柱拟合所述圆柱点云Q的各小块点云 中的数据， 并得到拟 合圆柱的参数。 12.根据权利要求10所述圆筒内表面检测方法， 其中所述圆筒内表面检测方法的步骤 （c） 进一 步包括如下步骤： （c.3） 对凹陷点和凸起 点进行聚类， 以得到圆柱 表面的凹陷和凸起部分。 13.一种圆筒内表面可视化方法， 其特征在于， 其中所述 圆筒内表面可视化方法包括如 下步骤： （A） 扫描待测的圆筒内表面， 以获取由3D点云数据组成的点云数据集合和由图像组成 的图像集 合； （B） 拼接所述点云数据集合的所述3D点云数据成圆柱模型， 和拼接所述 图像集合的所 述图像成为圆柱图像点云； 以及 （C） 对齐所述圆柱模型与所述圆柱图像点云， 以获取 所述圆筒内表面的3D纹 理贴图。 14.根据权利要求13所述的圆筒内表面可视化方法， 其中所述圆筒内表面可视化方法 的步骤 （B） 进一 步包括如下步骤： （B.3） 基于圆柱点云的质心中心化处 理所述圆柱点云， 以获取中心化 点云； 和 （B.4） 估算所述中心化 点云的圆柱参数， 以获取圆柱的半径。 15.根据权利要求13所述的圆筒内表面可视化方法， 其中在所述圆筒内表面可视化方 法的步骤 （B） 中， 计算圆柱点云Q的质心 ， 中心化后的点为： ， 其 中 为点云 中的第 个点。 16.根据权利要求13所述的圆筒内表面可视化方法， 其中所述圆筒内表面可视化方法 的步骤 （B） 进一 步包括如下步骤： （B.5） 拼接拍摄到的图像集 合成矩形图像； 和 （B.6） 映射 拼接后的矩形图像为3D圆柱图像， 以得到所述圆柱图像点云。 17.根据权利要求16所述的圆筒内表面可视化方法， 其中在所述圆筒内表面可视化方 法的所述步骤 （B.6） 中， 待测物圆筒内表面所对应的图像中每行中相邻两个点间的角度值 为： ， 每列中相邻两个点所对应的高度值： ， 其中 和 分别 为图像的宽度和高度， 和 分别是点云 的最小高度与最大高度值。 18.根据权利要求16所述的圆筒内表 面可视化方法， 其中圆柱图像点云 ，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115326835 A 3