專利名稱：產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，屬于產(chǎn)品逆向工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)品逆向工程中，通常采用激光掃描儀等設(shè)備獲取產(chǎn)品實(shí)體模型表面的產(chǎn)品模型點(diǎn)云， 產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征作為表達(dá)曲面的重要幾何特征，其提取精度和速度對(duì)曲面重建的質(zhì)量 和效率起著重要作用，邊界提取技術(shù)在逆向工程領(lǐng)域中的文物復(fù)原、曲面拼接、點(diǎn)云補(bǔ)洞等 方面得到廣泛應(yīng)用。
對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，李江雄在學(xué)術(shù)期刊《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程》2000， 29(2), P26-28 上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文"反求工程中復(fù)雜曲面邊界線的自動(dòng)提取技術(shù)"及白仲棟等在學(xué)術(shù)期刊《機(jī) 械科學(xué)與技術(shù)》2001， 20(4)， P481-482上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文"復(fù)雜曲面反求工程中的邊界處理 技術(shù)研究"中，提出一種自動(dòng)構(gòu)造曲面邊界曲線的方法，將散亂點(diǎn)云投影到一平面上，利用分 割法獲取包圍曲面的初始邊界曲線，通過(guò)對(duì)曲線光順獲取曲面邊界，此類方法僅適合于在平 面上投影不重疊的單值曲面，局限性大?？掠沉值仍趯W(xué)術(shù)期刊《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2004， 9(40), P116-120上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文"基于點(diǎn)云的邊界特征直接提取技術(shù)"中，首先對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空 間三維劃分，建立基于空間柵格的邊界提取模型，然后通過(guò)研究線性時(shí)間復(fù)雜度的種子邊界 柵格識(shí)別和生長(zhǎng)算法以及空間拓?fù)錁?gòu)型推理算法，從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中直接提取邊界信息，該算法 提取的邊界特征點(diǎn)集包含部分內(nèi)部點(diǎn)，提取精度低，無(wú)法直接擬合參數(shù)曲線。張獻(xiàn)穎等在學(xué) 術(shù)期刊《中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)》2003, 8(10)， P1223-1226上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文"空間三角網(wǎng)格曲 面的邊界提取方法"中，通過(guò)建立產(chǎn)品模型點(diǎn)云的三角網(wǎng)格模型提取點(diǎn)云邊界特征，該算法邊 界特征提取準(zhǔn)確，但目前適應(yīng)任何數(shù)據(jù)點(diǎn)云的三角化算法還沒(méi)得到完全有效的解決，且三角 化算法本身時(shí)間復(fù)雜度高，需耗費(fèi)大量的系統(tǒng)資源，所以基于三角網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取點(diǎn)云邊 界的效率非常低。
綜上所述，現(xiàn)有的產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界提取方法存在邊界提取精度低、邊界提取效率低、 適用性差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，快速準(zhǔn)確提取任意產(chǎn)品模型點(diǎn)云的邊界特征。其技術(shù)方案為
一種產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，其特征在于步驟依次為1)基于R、樹組織 產(chǎn)品模型點(diǎn)云的動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)；2)采用動(dòng)態(tài)空心球擴(kuò)展算法査詢目標(biāo)點(diǎn)的yt近鄰點(diǎn)集， 過(guò)程具體是基于產(chǎn)品模型點(diǎn)云動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)采用深度優(yōu)先遍歷算法査找包含目標(biāo)點(diǎn)的
葉結(jié)點(diǎn)，計(jì)算其MBR即最小包圍矩形的外接球半徑r，以目標(biāo)點(diǎn)為球心，〃2=^_/^為半徑，
確定空間球區(qū)域，獲取該空間球區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，若數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于A:，則從中査找與目
標(biāo)點(diǎn)之間距離最近的a:個(gè)點(diǎn)，否則以當(dāng)前球半徑為內(nèi)徑即V-g，
+ 1為外徑，
其中"為已取得的近鄰點(diǎn)數(shù)，動(dòng)態(tài)擴(kuò)展空心球區(qū)域，直到球內(nèi)包含的點(diǎn)數(shù)大于等于a:個(gè)，從 中查找與目標(biāo)點(diǎn)之間距離最近的a個(gè)點(diǎn)，獲取目標(biāo)點(diǎn)的a近鄰點(diǎn)集；3)將目標(biāo)點(diǎn)及其a近鄰 點(diǎn)集作為局部型面參考數(shù)據(jù)，建立其切平面，方法具體是以最小二乘法擬合局部型面參考 數(shù)據(jù)的切平面，設(shè)平面方程為C^ + C2^ + C^ + C4-0，其矩陣方程為^0 = 0，式中
<formula>formula see original document page 5</formula>
則切平面方程為
<formula>formula see original document page 5</formula>
采用特征向量估計(jì)法求解該方程，對(duì)矩陣j"^進(jìn)行奇異值分解得
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中c/和f為正交矩陣，a、 ％、 "3、 a為4^4的特征值，其中最小特征值對(duì)應(yīng)的特征
向量即為切平面方程的最小二乘解，從而求得目標(biāo)點(diǎn)及其a:近鄰點(diǎn)集的切平面；4)將局部型 面參考數(shù)據(jù)投影到其切平面上，并建立投影點(diǎn)的基準(zhǔn)平面；5)將各投影點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的距離 與目標(biāo)點(diǎn)到該平面的距離進(jìn)行比較，判斷目標(biāo)點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)，識(shí)別點(diǎn)云邊界特征。為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述的產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，在步驟4)中，建立投影 點(diǎn)基準(zhǔn)平面的方法具體是設(shè)目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)在其切平面上的投影點(diǎn)集為
X = {p,|/ = 0，U}，由公式C = + 計(jì)算該點(diǎn)集的型心c，設(shè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)為
,'=0
p,作向量1^;,從點(diǎn)集z中査詢距目標(biāo)點(diǎn)投影點(diǎn)/)最遠(yuǎn)的點(diǎn)w，建立到點(diǎn)/)距離為1/ 鵬|且
垂直于向量v的平面丄，以點(diǎn)集義的基準(zhǔn)平面，考察點(diǎn)集的分布情況，設(shè)^ =( ,^，、)， c = (^，K，^)，則基準(zhǔn)平面丄的方程可由公式j(luò)jc ++ Cz + ￡> = 0表示，式中^4=^1，丑=^—X，
一 1
—zc, d采用公式d=) /H 5 —計(jì)算。
為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述的產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，在步驟5)中，判斷目標(biāo)
點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)的方法具體是設(shè)p, = O,，X，z,.)為點(diǎn)集％中任一點(diǎn)，則點(diǎn)a到平面Z的距
」
離可采用公式^(/ ,,丄)=0^,.+外，+cz, +d)(j2+￡2 +c2)—n十算，所以目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)/ 到
平面丄的距離為dO，丄)，點(diǎn)集X中各點(diǎn)到Z的最大距離為maxW(/>,，Z)},令 /(/;) = JO，丄)(maxWO,.，丄》)-'并以其表征目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)的概率，將/0)與預(yù)設(shè)閥值0"比 較，若/(P)〉cj，則目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)；否則目標(biāo)點(diǎn)為內(nèi)部點(diǎn)(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，C7取0.9-1.0時(shí)可
得到較理想的邊界特征)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1) 采用r、樹建立產(chǎn)品模型點(diǎn)云空間索引結(jié)構(gòu)，可對(duì)各種復(fù)雜型面產(chǎn)品模型點(diǎn)云進(jìn)行邊 界特征提??；
2) 采用動(dòng)態(tài)空心球擴(kuò)展算法進(jìn)行a近鄰查詢，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)的快速獲 取，可有效提高散亂點(diǎn)云邊界特征的提取效率；
3) 根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)在其切平面內(nèi)的分布情況提取點(diǎn)云邊界，可準(zhǔn)確識(shí)別散 亂點(diǎn)云的邊界特征點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明程序?qū)崿F(xiàn)流程圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中的汽車產(chǎn)品模型點(diǎn)云；
圖3~圖5是圖1所示實(shí)施例一汽車產(chǎn)品模型點(diǎn)云空間索引結(jié)構(gòu)各層結(jié)點(diǎn)mbr模型圖； 圖6是本發(fā)明中/t近鄰査詢時(shí)構(gòu)建初始空心球示意圖；圖7是本發(fā)明中A近鄰査詢時(shí)獲取查詢區(qū)域內(nèi)近鄰點(diǎn)示意圖； 圖8是本發(fā)明中A近鄰査詢時(shí)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展空心球示意圖； 圖9是實(shí)施例一提取的邊界特征點(diǎn)；
圖IO是實(shí)施例一采用自由曲線擬合的汽車模型邊界曲線； 圖11是本發(fā)明實(shí)施例二中的鈑金件產(chǎn)品模型點(diǎn)云； 圖12是本發(fā)明實(shí)施例二提取的鈑金件的邊界特征點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明-
圖1是本發(fā)明產(chǎn)品模型產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征提取方法程序?qū)崿F(xiàn)流程圖。首先建立產(chǎn)品
模型點(diǎn)云的R、樹動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，其中將索引結(jié)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)統(tǒng)一表示為四維點(diǎn)對(duì)象，采用 k-means算法對(duì)產(chǎn)品模型點(diǎn)云進(jìn)行聚類分簇，完成產(chǎn)品模型點(diǎn)云動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)的建立；采 用動(dòng)態(tài)空心球擴(kuò)展算法査詢目標(biāo)點(diǎn)的A:近鄰點(diǎn)集；將目標(biāo)點(diǎn)及其A近鄰點(diǎn)集作為局部型面參 考數(shù)據(jù)，建立其切平面；將局部型面參考數(shù)據(jù)投影到其切平面上，并建立投影點(diǎn)的基準(zhǔn)平面; 將各投影點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的距離與目標(biāo)點(diǎn)到該平面的距離進(jìn)行比較，設(shè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)p到平 面L的距離為rf(p,"，點(diǎn)集X中各點(diǎn)到丄的最大距離為max(c/(p,，丄))，令
/(/;)-d(/;,i:)(maxW(A,丄")—i并以其表征目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)的概率，將/(/ )與預(yù)設(shè)閥值<7比
較，若/0)〉o"，則目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)；否則目標(biāo)點(diǎn)為內(nèi)部點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，CJ取0.9 1.0時(shí)可
得到較理想的邊界特征。
實(shí)施例一提取如圖2所示汽車模型一半點(diǎn)云的邊界特征。
圖3~圖5是圖2所示實(shí)施例一中產(chǎn)品模型點(diǎn)云及其空間索引結(jié)構(gòu)各層結(jié)點(diǎn)MBR模型圖， 實(shí)驗(yàn)所用點(diǎn)云的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為3.6323萬(wàn)，建樹的相關(guān)參數(shù)為結(jié)點(diǎn)最小子結(jié)點(diǎn)數(shù)/ =8、最大子結(jié) 點(diǎn)數(shù)M二20，結(jié)點(diǎn)重新插入次數(shù)及=17，產(chǎn)品模型點(diǎn)云動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)構(gòu)建時(shí)間為5.247秒。 其中圖3顯示了汽車產(chǎn)品模型點(diǎn)云動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)根結(jié)點(diǎn)的MBR，圖4顯示了內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的 MBR，圖5顯示了葉結(jié)點(diǎn)的MBR。
圖6是本實(shí)施例構(gòu)建初始空心球示意圖。取點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件中第一個(gè)點(diǎn)p(-26.8173,18.6080, -26.0836)為目標(biāo)點(diǎn)，查詢其&近鄰點(diǎn)集(取* = 10),采用深度優(yōu)先遍歷方法遍歷散亂點(diǎn)云動(dòng) 態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，查詢目標(biāo)點(diǎn)所在葉結(jié)點(diǎn)N并計(jì)算其MBR外接球半徑r，構(gòu)建球心為目標(biāo)點(diǎn)
p、內(nèi)徑。為零、外徑。w、/^的初始空心球51(/^，。。圖7是本實(shí)施例確定查詢區(qū)域示意圖。采用深度優(yōu)先遍歷方法獲取目標(biāo)點(diǎn)所在的葉結(jié)點(diǎn)， 由公式(1)及公式(2)分別計(jì)算各結(jié)點(diǎn)MBR到目標(biāo)點(diǎn)p的最小距離minD/W及最大距離 maxDM。若葉結(jié)點(diǎn)的MBR到目標(biāo)點(diǎn)的最小距離小于空心球外徑且最大距離大于空心球內(nèi)
徑，gPminZ)W〈^且maxD/W2n，則表明該葉結(jié)點(diǎn)與空心球相交，將與空心球相交的葉結(jié) 點(diǎn)集合作為査詢區(qū)域。
min Z)/W(/ ,及)=|p, - I (1)
其中^頂點(diǎn)。
v, A > v,， p,為點(diǎn)p第z'維坐標(biāo)值，(m,.，v,)為葉結(jié)點(diǎn)R的MBR最小、最大
max Z)〖W(/ ， i ) = |/ ,. — r,. ||
(2)
其中^-f"' A>("'+J0/2， p,為點(diǎn)p第/維坐標(biāo)值，("i,Vi)為葉結(jié)點(diǎn)R的MBR最 k,兌<(",+v,)/2
小、最大頂點(diǎn)。
計(jì)算查詢區(qū)域內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)到空心球球心的距離，若該距離值小于空心球外徑且大于空心 球內(nèi)徑，則將該點(diǎn)添加到近鄰點(diǎn)序列L中。
圖8是本實(shí)施例自適應(yīng)擴(kuò)展空心球示意圖。若查詢到的近鄰點(diǎn)數(shù)小于用戶設(shè)定的閾值，
則將當(dāng)前空心球so^,。擴(kuò)展為空心球s'O^V2')，其內(nèi)徑。'=^,外徑v二v--
+ 1 ，
確定與空心球S'(p,^力')相交的查詢區(qū)域，獲取S'(p,V,^)中數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將距目標(biāo)點(diǎn)較近的
丸-w個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)添加到近鄰點(diǎn)序列L中，若L中數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為A:，則終止空心球的擴(kuò)展，完成局部 型面參考數(shù)據(jù)的査詢；否則繼續(xù)擴(kuò)展空心球。實(shí)驗(yàn)證明，通常將空心球擴(kuò)展1-2次便可滿足 査詢要求。通過(guò)擴(kuò)展空心球內(nèi)外半徑，可有效保證局部型面參考數(shù)據(jù)査詢算法的準(zhǔn)確性。 以最小二乘法擬合局部型面參考數(shù)據(jù)的切平面，設(shè)平面方程為+ c2y + c3z + c4 = 0 ，
其矩陣方程為^6 = 0，式中
<formula>formula see original document page 8</formula>則切平面方程為
<formula>formula see original document page 9</formula>
采用特征向量估計(jì)法求解該方程，對(duì)矩陣v4^4進(jìn)行奇異值分解得
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中f/和F為正交矩陣，a、 《2、 w3、 ^為^^4的特征值，其中最小特征值對(duì)應(yīng)的特征 向量即為切平面方程的最小二乘解，從而求得目標(biāo)點(diǎn)及其&近鄰點(diǎn)集的切平面，平面方程為 0.1764x — 0.9843少—0.0058z + 22.8873 = 0 。
將目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)中各點(diǎn)按公式《=^-^^"向其切平面上投影(其中，《
HI
為目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)中任意一點(diǎn)，#1為其切平面法矢)，目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)p坐標(biāo)為
_i *
(-26.9937， 19.5923, -26.0778)，按公式C = (A: + l)— Sp,計(jì)算所有投影點(diǎn)的型心c = (-25.7794，
19.0163,-27.8830)，向量v = pc=(1.2143, -0.5760,0.8052)，距離p最遠(yuǎn)的投影點(diǎn)m為(-23.8034, 18.0790, -26.5727)，基于點(diǎn)法式求得目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)平面方程 1.2 143jc - 0.5760_y + 0馬2z + 60.7143 = 0 。
_ i
采用公式4/ ") = (^+^+(^+^)042+52+<^)—5計(jì)算點(diǎn)p到基準(zhǔn)平面的距離，得
Ap，丄)-3.5656mm，所有投影點(diǎn)中到基準(zhǔn)平面的最大距離為3.5703mm，兩者之間的比值為
0.9987，所以目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)。
判斷其它各點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)方法同上，提取的邊界點(diǎn)如圖9所示，提取時(shí)間為1.19s，采
用自由曲線擬合提取的邊界點(diǎn)獲得的汽車模型邊界曲線如圖10所示。
實(shí)施例二提取如圖ll鈑金件模型產(chǎn)品模型點(diǎn)云的邊界特征，方法同上，提取的邊界
特征點(diǎn)如圖12所示，提取時(shí)間為0.263s。
權(quán)利要求
1、一種產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，其特征在于步驟依次為1)基于R*-樹組織產(chǎn)品模型點(diǎn)云的動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)；2)采用動(dòng)態(tài)空心球擴(kuò)展算法查詢目標(biāo)點(diǎn)的k近鄰點(diǎn)集，過(guò)程具體是基于產(chǎn)品模型點(diǎn)云動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)采用深度優(yōu)先遍歷算法查找包含目標(biāo)點(diǎn)的葉結(jié)點(diǎn)，計(jì)算其MBR即最小包圍矩形的外接球半徑r，以目標(biāo)點(diǎn)為球心，為半徑，確定空間球區(qū)域，獲取該空間球區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，若數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于k，則從中查找與目標(biāo)點(diǎn)之間距離最近的k個(gè)點(diǎn)，否則以當(dāng)前球半徑為內(nèi)徑即r1′＝r2，為外徑，其中n為已取得的近鄰點(diǎn)數(shù)，動(dòng)態(tài)擴(kuò)展空心球區(qū)域，直到球內(nèi)包含的點(diǎn)數(shù)大于等于k個(gè)，從中查找與目標(biāo)點(diǎn)之間距離最近的k個(gè)點(diǎn)，獲取目標(biāo)點(diǎn)的k近鄰點(diǎn)集；3)將目標(biāo)點(diǎn)及其k近鄰點(diǎn)集作為局部型面參考數(shù)據(jù)，建立其切平面，方法具體是以最小二乘法擬合局部型面參考數(shù)據(jù)的切平面，設(shè)平面方程為c1x+c2y+c3z+c4＝0，其矩陣方程為Ac＝0，式中則切平面方程為采用特征向量估計(jì)法求解該方程，對(duì)矩陣ATA進(jìn)行奇異值分解得其中U和V為正交矩陣，ω1、ω2、ω3、ω4為ATA的特征值，其中最小特征值對(duì)應(yīng)的特征向量即為切平面方程的最小二乘解，從而求得目標(biāo)點(diǎn)及其k近鄰點(diǎn)集的切平面；4)將局部型面參考數(shù)據(jù)投影到其切平面上，并建立投影點(diǎn)的基準(zhǔn)平面；5)將各投影點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的距離與目標(biāo)點(diǎn)到該平面的距離進(jìn)行比較，判斷目標(biāo)點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)，識(shí)別點(diǎn)云邊界特征。
2、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，其特征在于在步驟4) 中，建立投影點(diǎn)基準(zhǔn)平面的方法具體是設(shè)目標(biāo)點(diǎn)局部型面參考數(shù)據(jù)在其切平面上的投影點(diǎn)集為1 = {/;;|/ = 0,1廣^}，由公式c = (A: + l)—^/;,.計(jì)算該點(diǎn)集的型心c，設(shè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)為P，作向量v = ^ ，從點(diǎn)集;r中查詢距目標(biāo)點(diǎn)投影點(diǎn)p最遠(yuǎn)的點(diǎn)附，建立到點(diǎn)p距離為|/wf|且垂直于向量v的平面Z ，以點(diǎn)集Z的基準(zhǔn)平面，考察點(diǎn)集的分布情況，設(shè)/^ =( ,力,^)， c = (、,k，^)，則基準(zhǔn)平面Z的方程可由公式爿x ++ Cz + Z) = 0表示，式中及=&1，」C=^—^，"采用公式/H (^2 +甘+C2)— —2 —04$十辦p 計(jì)算。
3、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，其特征在于在步驟5) 中，將各投影點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的距離與目標(biāo)點(diǎn)到該平面的距離進(jìn)行比較，判斷目標(biāo)點(diǎn)是否為邊 界點(diǎn)，方法具體是設(shè)A-0,.，X，Z,.)為點(diǎn)集X中任一點(diǎn)，則點(diǎn)/7,到平面i:的距離可采用公式^(/;;,￡) = 0^ +5乂 +Cz, +Z))(^2 +(:2)1計(jì)算，所以目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)/;到平面丄的距 離為i/(/;,Z)，點(diǎn)集X中各點(diǎn)到丄的最大距離為max{^>,，Z)}， 令/(p) = d(/7,Z)(maxW(/;;,Z)})-'并以其表征目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)的概率，將/(/0與預(yù)設(shè)陶值O"比較，若/0)>0"，則目標(biāo)點(diǎn)為邊界點(diǎn)；否則目標(biāo)點(diǎn)為內(nèi)部點(diǎn)，cr取值范圍為0.9~1.0。
全文摘要
本發(fā)明提供一種產(chǎn)品模型點(diǎn)云邊界特征快速提取方法，其特征在于基于R^*-樹組織產(chǎn)品模型點(diǎn)云的動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，采用動(dòng)態(tài)空心球擴(kuò)展算法查詢目標(biāo)點(diǎn)的k近鄰點(diǎn)集，將目標(biāo)點(diǎn)及其k近鄰點(diǎn)集作為局部型面參考數(shù)據(jù)，建立其切平面，將局部型面參考數(shù)據(jù)投影到其切平面上，并建立投影點(diǎn)的基準(zhǔn)平面，將各投影點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的距離與目標(biāo)點(diǎn)到該平面的距離進(jìn)行比較，判斷目標(biāo)點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)，識(shí)別點(diǎn)云邊界特征。采用本方法可快速、準(zhǔn)確提取產(chǎn)品模型點(diǎn)云的邊界特征。
文檔編號(hào)G06K9/46GK101510308SQ20091002020
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者健 劉, 孫殿柱, 崔傳輝, 朱昌志 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)