一种多尺度大型部件装配间隙点云滤波方法

1.一种多尺度大型部件装配间隙点云滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对大型部件装配间隙原始点云P进行ROI区域的分割，初始化点云X、Y、Z三个维度的最小坐标集合Set min ＝(x min ,y min ,z min )中元素为无限大和最大坐标集合Set max ＝(x max ,y max ,z max )中元素为无限小，通过点云密度感知器提取得到点云密度ρ最小的ROI区域点云P'，其中，点云密度感知器的长宽高为l、w、h，l＝y max -y min ，w为基于先验的间隙宽度的2倍，h＝z max -z min ；S2、对ROI区域点云P'进行无效点滤除得到点云P”，再通过大尺度离群点滤波方法，对点云P”中每个点p″ i 定义一个局部邻域N″ i ，对于每个点p″ i 的曲率f i 及其基于局部邻域N″ i 的曲率特征F i ，基于点p″ i 的曲率f i 及其局部曲率特征F i 的标准差统计的方法对离群点进行滤除，获取滤波后的点云P a ；S3、通过区域生长聚类的方法选取P a 内单个点作为种子点作为聚类的起点，构建k-近邻域N(p i )，基于余弦相似度S θ 度量的方式确定点与点之间的相似度， 其取值在[-1,1]范围内，p i 表示当前种子点，p j 表示当前邻域N(p i )内的点，根据种子点的余弦相似度进行聚类，不断重复上述过程直到没有符合条件的点则生成一个聚类，然后重新从P a 剩余点云中选择种子点重复上述过程，直到P a 中没有点云结束来提取P a 所有点云的聚类，并基于权重投票的方法对间隙无关点云进行分割与滤除，得到有效点云P g ；S4、通过对有效点云P g 进行小尺度点云光顺解决局部区域点云粗糙，获得最终滤波后点云P f ；其具体过程包括以下步骤：S41、确定一个适当的小尺度光滑半径，该半径用于定义光滑操作的范围，这个光滑半径根据点云的特征和应用需求进行选择；S42、对于有效点云P g 中的每个点 根据光滑半径确定其邻域 邻域 为包含在光滑半径范围内的相邻点；S43、对于邻域 中的点，通过使用最小二乘法来计算计算其法线向量；S44、对于每个点 利用邻域 中的法线信息进行光滑操作，使用加权平均的方法，其中点的新位置由邻域中点的加权平均确定，权重根据点与邻域中其他点的法线方向的一致性进行计算，重复S41-S44上述过程，直到整个点云都得到平滑处理，获得最终滤波后点云P f 。 2.根据权利要求1所述的一种多尺度大型部件装配间隙点云滤波方法，其特征在于，所述S1具体过程包括以下步骤：S11、通过点云迭代器遍历所有点云，通过不断迭代更新最终得到新的Set min 和Set max ，并根据两个集合的参数构建点云的整体包围盒B；S12、在点云整体包围盒B内，通过点云密度感知器进行迭代搜索进行密度计算，点云密度 points为当前密度感知器范围内点的数量，通过搜索确定点云密度ρ最小的ROI区域点云P'。 3.根据权利要求1所述的一种多尺度大型部件装配间隙点云滤波方法，其特征在于，所述S2还包括：通过多条件约束的方法对P'中无效点云进行滤除，令约束条件C 1 ,C 2 ,…C n 共n个条件判断点云是否为无效点云，判断条件J＝C 1 (p' i )*C 2 (P' i )…C n (p' i )，p' i 为当前点云中的点，当J＝0时该点云为无效点云，滤除无效点云后的点云为P”。 4.根据权利要求1所述的一种多尺度大型部件装配间隙点云滤波方法，其特征在于，所述S3中基于权重投票的方法对间隙无关点云进行分割与滤除，得到有效点云P g ，具体过程包括以下步骤：S31、通过计算每个聚类点云关于其他点云的平均豪斯多夫距离H i 和每个聚类点云的法向N ci 以及每个聚类点云的数量num i 和与模板点云相似度S ci ，S ci ＝0or S ci ＝1；S32、通过基于权重投票的方式，对每个聚类进行权重投票最终每个聚类的得分为value i ，计算公式为value i ＝α*H i +β*|N ci -N paline |+γ*num i +S ci ，其中α＝0.1，β＝0.5，γ＝0.02，N paline 为P a 拟合直线的法向，|N ci -N paline |为两个向量的模长，将value i 值最大的两个聚类提取出来作为内点点云，对将点云视为外点点云进行处理，得到有效点云P g 。