本技術涉及自動化掃描，尤其涉及一種自動化掃描路徑的優化方法及裝置。

背景技術：

1、三維掃描技術一種指集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，主要用于對物體空間外形和結構及色彩進行掃描，以獲得物體表面的空間坐標。利用三維掃描技術可以對待掃描物體進行三維重建，從而創建出實際物體的三維模型。

2、目前，三維掃描已實現自動化，基于自動化路徑規劃生成的掃描路徑，掃描路徑上的掃描點可能存錯誤點，這些錯誤點對掃描效率和掃描效果造成了一定的影響。

技術實現思路

1、本技術的目的在于提供一種自動化掃描路徑優化的方法及裝置，能夠實現初始掃描路徑上的各個掃描點的優化和調整，提高了自動化掃描的掃描效率和掃描效果。

2、第一方面，本技術提供了一種自動化掃描路徑的優化方法，該方法包括：

3、獲取初始掃描路徑的各個掃描點，其中，初始掃描路徑用于掃描裝置對被測工件進行掃描，掃描裝置至少包括掃描儀和機械臂；

4、對各個掃描點執行隱藏操作和碰撞調整操作，得到各個目標掃描點，其中，隱藏操作基于掃描點的位姿信息與機械臂的運動范圍確定，碰撞調整操作基于掃描點的位姿信息、掃描儀的大小以及被測工件的測試區域確定；

5、基于各個目標掃描點，確定相應的優化掃描路徑。

6、進一步的，該方法還包括：

7、對各個掃描點執行濾除操作，得到各個第一掃描點，其中，濾除操作基于掃描點的位姿信息與該掃描點所在的掃描區域確定；

8、對各個第一掃描點執行隱藏操作，得到第二掃描點，其中，隱藏操作基于第一掃描點的位姿信息與機械臂的運動范圍確定；

9、對各個第二掃描點執行碰撞調整操作，得到目標掃描點，其中，碰撞調整操作基于第二掃描點的位姿信息、掃描儀的大小以及被測工件的測試區域確定。

10、進一步的，獲取初始掃描路徑的各個掃描點，包括：

11、將被測工件的工件模型離散網格化處理得到各個三角面片的頂點坐標，計算得到各個三角面片的中心點和法向量；

12、分別從各個三角面片的中心點選取采樣點，根據各個采樣點的法向量進行聚類得到初始聚類結果，基于初始聚類結果將工件模型分割為多個初始區域，并確定每一個初始區域的法向量；

13、基于歐式距離算法和每一個初始區域的法向量，對每一個初始區域進行聚類得到多個最終聚類結果，基于多個最終聚類結果確定被測工件的多個掃描區域，以及確定每一個掃描區域內的各個掃描點。

14、進一步的，掃描點的位姿信息包括位置點、掃描方向向量、掃描長邊方向向量以及掃描寬邊方向向量，掃描方向向量基于掃描長邊方向向量與掃描寬邊方向向量的叉乘操作確定，其中，對各個掃描點執行濾除操作，包括：

15、以掃描點的位置點與對應的掃描方向向量構成一直線，判斷直線與該掃描點所在的掃描區域是否相交；

16、若相交，則該掃描點保留，否則，該掃描點濾除。

17、進一步的，掃描點的位姿信息包括位置點、掃描方向向量、掃描長邊方向向量以及掃描寬邊方向向量，掃描方向向量基于掃描長邊方向向量與掃描寬邊方向向量的叉乘操作確定，其中，對各個掃描點執行濾除操作，包括：

18、以掃描點的位置點為中心點，以該掃描點的掃描長邊方向向量和掃描寬邊方向向量作為邊構建一矩形；

19、以該掃描點的掃描方向向量確定矩形的四個角點的掃描方向向量；

20、分別將四個角點以及中心點與各自對應的掃描方向向量構成對應的直線；

21、若任一直線與該掃描點所在的掃描區域相交，則該掃描點保留，否則，該掃描點濾除。

22、進一步的，掃描點的位姿信息包括位置點、掃描方向向量、掃描長邊方向向量以及掃描寬邊方向向量，掃描方向向量基于掃描長邊方向向量與掃描寬邊方向向量的叉乘操作確定，其中，對各個掃描點執行隱藏操作，包括：

23、將掃描點的位置點所在的工件模型的坐標體系轉換為機械臂基座的坐標系下，得到該掃描點轉換后的位置坐標；

24、基于工件模型與所述機械臂之間的當前位置關系、機械臂的運動范圍以及該掃描點轉換后的位置坐標，判斷掃描點是否在機械臂的運動范圍內；

25、若該掃描點未在機械臂的運動范圍內，則將該掃描點在當前初始掃描路徑中隱藏。

26、進一步的，掃描點的位姿信息包括位置點、掃描方向向量、掃描長邊方向向量以及掃描寬邊方向向量，掃描方向向量基于掃描長邊方向向量與掃描寬邊方向向量的叉乘操作確定，其中，對各個掃描點執行碰撞調整操作，包括：

27、基于掃描點的位置點確定掃描點所對應的掃描儀的位置；

28、以掃描儀的位置為中心，基于掃描儀的體積參數確定掃描儀的體積；

29、判斷掃描儀的體積是否與被測工件以及被測工件的周圍環境區域相交，若相交，則確定該掃描點存在碰撞，并執行碰撞調整。

30、進一步的，判斷掃描儀的體積是否與被測工件以及被測工件的周圍環境區域相交，若相交，則確定該掃描點存在碰撞，并執行碰撞調整，包括：

31、獲取被測工件以及被測工件的周圍環境區域的點云數據，以點云數據構建二叉樹；

32、以掃描儀長度的一半作為目標半徑，基于二叉樹進行目標半徑的搜索，若在目標半徑的范圍內搜索到被測工件以及被測工件的周圍環境區域的點云數據，確定掃描點存在碰撞，并執行碰撞調整，其中，碰撞調整如下：將掃描點的掃描方向向量繞著掃描長邊方向向量或掃描寬邊方向向量旋轉，以調整掃描儀的掃描方向，若調整掃描儀的掃描方向后，掃描點仍存在碰撞，則刪除掃描點。

33、進一步的，該方法還包括：

34、基于各個初始掃描路徑上的各個目標掃描點，確定相應的多條優化掃描路徑；

35、從第一條優化掃描路徑開始，對每一條優化掃描路徑設置路徑編號，路徑編號依次為0,1,2…,n；

36、對多條優化掃描路徑進行調整，以使各條調整后的掃描路徑間的掃描方式采用z字型掃描，其中，調整包括：

37、若路徑編號為偶數的優化掃描路徑，按照優化掃描路徑上的第一個目標掃描點到最后一個目標掃描點的順序，生成調整后的掃描路徑；

38、若路徑編號為奇數的優化掃描路徑，按照優化掃描路徑上的最后一個目標掃描點到第一個目標掃描點的順序，生成調整后的掃描路徑。

39、進一步的，該方法還包括：

40、若目標掃描點的數量與掃描點的數量的比值小于預設的閾值，計算任意兩個目標掃描點之間的距離矩陣；

41、以第一個目標掃描點為待生成掃描路徑上的初始掃描點，在剩余的所有目標掃描點中，以與目標掃描點之間的距離矩陣為最小者的目標掃描點，確定為待生成掃描路徑上的第二個掃描點；

42、以此類推，依次確定待生成掃描路徑上的各個掃描點，基于所確定的各個掃描點生成相應的優化掃描路徑。

43、第二方面，本技術提供了一種自動化掃描路徑的優化裝置，該裝置包括：

44、獲取模塊，用于獲取初始掃描路徑的各個掃描點，其中，初始掃描路徑用于掃描裝置對被測工件進行掃描，掃描裝置至少包括掃描儀和機械臂；

45、調整模塊，用于對各個掃描點執行隱藏操作和碰撞調整操作，得到各個目標掃描點，其中，隱藏操作基于掃描點的位姿信息與機械臂的運動范圍確定，碰撞調整操作基于掃描點的位姿信息、掃描儀的大小以及被測工件的測試區域確定；

46、路徑生成模塊，用于基于各個目標掃描點，確定相應的優化掃描路徑。

47、第三方面，本技術提供了一種計算機設備，包括存儲器和處理器，存儲器中存儲有計算機程序，處理器被設置為運行計算機程序，以執行如上所述的自動化掃描路徑優化的方法的步驟。

48、第四方面，本技術提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現如上所述的的自動化掃描路徑的優化方法的步驟。

49、本技術對初始掃描路徑的各個掃描點，執行隱藏操作和碰撞調整操作，得到各個目標掃描點，進而確定相應的優化掃描路徑，通過對存在錯誤的掃描點進行優化，對機械臂不可達的掃描點進行隱藏，確定存在碰撞的掃描點并進行調整，能夠實現初始掃描路徑上的各個掃描點的優化和調整，實現掃描路徑的優化，提高了自動化掃描的掃描效率和掃描效果，以確保實際掃描時掃描路徑的安全和高效。