最佳拟合

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功能描述

通过优化刚性变换,使多个测量点处的间隙与面差偏差最小化,从而将实测点云对齐到基准点云。

使用场景

该步骤用于白车身(BIW)的间隙与面差检测。它优化参考点云与测量点云之间的对齐,以最小化多个测量点处的间隙和面差偏差。该步骤支持自动剔除异常点和配置六自由度约束。

输入与输出

输入

输入端口 数据类型 说明

基准点云

PointCloud

用作参考的基准点云。

待变换点云

PointCloud

待变换的实测点云。该步骤通过优化各测量位姿处的间隙和面差偏差,将其对齐到基准点云。

基准位姿

Pose[]

定义测量点位置和方向的基准位姿。每个位姿定义一个局部 XZ 平面,用于测量间隙(X 方向)和面差(Z 方向)偏差。

目标间隙

Number[]

各测量位姿的目标间隙值(局部 X 方向)。间隙偏差为实测间隙与目标值之差。

目标面差

Number[]

各测量位姿的目标面差值(局部 Z 方向)。面差偏差为实测面差与目标值之差。

间隙参与优化

Bool[]

可选的逐位姿标志,用于指定该位姿的间隙残差是否参与优化。未提供或为空时,所有位姿均参与间隙优化。

面差参与优化

Bool[]

可选的逐位姿标志,用于指定该位姿的面差残差是否参与优化。未提供或为空时,所有位姿均参与面差优化。

输出

输出端口 数据类型 说明

变换

Pose

使所有测量点处的加权间隙和面差偏差最小的最优刚性变换。将该变换应用于实测点云,可使其与基准点云对齐。

间隙

Number[]

应用优化变换后的间隙测量结果(局部 X 方向),每个值对应一个输入测量位姿。

面差

Number[]

应用优化变换后的面差测量结果(局部 Z 方向),每个值对应一个输入测量位姿。

参数说明

阈值设置

参数 解释

点到平面距离阈值

设置参与对应点匹配的点到局部平面的距离阈值。值越小,要求点越靠近局部平面。

默认值:1.000 mm。取值范围:0~100 mm,步长:0.1 mm。

XYZ距离阈值

设置点到测量位姿原点的 XYZ 空间距离阈值,用于筛选对应点候选项。

默认值:20.0 mm。取值范围:0~1000 mm,步长:10 mm。

优化器设置

参数 解释

最大全局迭代次数

设置 Ceres 求解器的最大全局迭代次数。值越大,优化越充分,但计算耗时也越长。

默认值:50。取值范围:1~500,步长:1。

Huber损失尺度

设置 Huber 损失函数的尺度参数,用于降低大残差(异常对应点)对优化的影响。值越小,对异常值的抑制越强。

默认值:20.0 mm。取值范围:0~1000 mm,步长:1 mm。

离群排除设置

参数 解释

启用自动离群排除(间隙)

启用后,该步骤根据初始间隙残差,使用最短半区间法自动识别并排除离群测量位姿。

默认状态:关闭。

启用自动离群排除(面差)

启用后,该步骤根据初始面差残差,使用最短半区间法自动识别并排除离群测量位姿。

默认状态:关闭。

离群判定 Sigma 倍数

设置离群判定阈值:均值 + Sigma 倍数 × 标准差。Sigma 倍数越大,离群判定越宽松,排除的点越少。

默认值:3.0。取值范围:1~10,步长:0.1。

自由度约束

参数 解释

X轴平移自由

勾选后,X 方向平移作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

Y轴平移自由

勾选后,Y 方向平移作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

Z轴平移自由

勾选后,Z 方向平移作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

X轴旋转自由

勾选后,绕 X 轴旋转作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

Y轴旋转自由

勾选后,绕 Y 轴旋转作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

Z轴旋转自由

勾选后,绕 Z 轴旋转作为自由参数参与优化;取消勾选则锁定该自由度。

默认状态:启用。

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