本發(fā)明涉及網(wǎng)格曲面重構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

船體外板具有大尺寸、形狀復(fù)雜等特點(diǎn)，其三維輪廓一般通過(guò)3維激光掃描儀快速高精度的獲取。但是測(cè)量得到的外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有海量和散亂等特點(diǎn)，而且數(shù)據(jù)排列不規(guī)則，占據(jù)較大的空間，不利于外板輪廓數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、成形情況的比對(duì)以及外板的定位。因此需要少量的規(guī)則排列分布的網(wǎng)格狀數(shù)據(jù)來(lái)表示外板曲面。針對(duì)點(diǎn)云曲面的網(wǎng)格化問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外目前主要有基于三角形網(wǎng)格重構(gòu)和基于多邊形網(wǎng)格重構(gòu)的方法?；谌切尉W(wǎng)格重構(gòu)的思想是在給定區(qū)域選取種子三角形，然后通過(guò)區(qū)域增長(zhǎng)的算法進(jìn)行重構(gòu)?；谒倪呅尉W(wǎng)格重構(gòu)，采用的是分層逐點(diǎn)生成的思想，在每一層生成一個(gè)小的四邊形，再利用B樣條方法，擬合臨近區(qū)域的點(diǎn)云。還有基于兩個(gè)三角形合并成一個(gè)四邊形的方法，但是不能考慮到區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征及性質(zhì)的變化。這些方法建立點(diǎn)云索引表比較復(fù)雜，且占用內(nèi)存較大，空間復(fù)雜度較高。

因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中不易搜索點(diǎn)云數(shù)據(jù)、占內(nèi)存較大以及空間復(fù)雜度較高的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)船體復(fù)雜外板的點(diǎn)云四邊形網(wǎng)格重構(gòu)，解決船體復(fù)雜外板海量散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、曲面定位難等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法，包括：

將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線；

利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線、橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，以及最近鄰點(diǎn)插值算法，確定所述船體外板的三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面。

其中，所述將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：

在船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，確定X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值；

在二維平面上創(chuàng)建矩形區(qū)域，并根據(jù)所述X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值，將所述矩形區(qū)域劃分為N×M的正方形網(wǎng)格區(qū)域；其中，N為橫向網(wǎng)格數(shù)，M為縱向網(wǎng)格數(shù)，L為網(wǎng)格尺寸，且N、M均為不小于零的正整數(shù)，L為不小于零的有理數(shù)；

將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，通過(guò)所述正方形網(wǎng)格區(qū)域記錄每個(gè)點(diǎn)的位置。

其中，利用所述X坐標(biāo)的最大值X_max和最小值X_min以及網(wǎng)格尺寸L，確定縱向網(wǎng)格數(shù)M；其中，

利用所述Y坐標(biāo)的最大值Y_max和最小值Y_min以及網(wǎng)格尺寸L，確定橫向網(wǎng)格數(shù)N；其中，

其中，所述利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，包括：

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的位置，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的邊界網(wǎng)格；

利用臨近域的擬合曲線的曲率，確定所述邊界網(wǎng)格內(nèi)的角點(diǎn)，并通過(guò)插值法確定邊界點(diǎn)；

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；所述邊界曲線包括上邊界曲線、下邊界曲線、左邊界曲線以及右邊界曲線。

其中，根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，包括：

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的上邊界曲線和下邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線；

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的左邊界曲線和右邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的縱向網(wǎng)格曲線；

利用所述橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線將二維平面劃分為曲線網(wǎng)格。

其中，所述橫向網(wǎng)格曲線和所述縱向網(wǎng)格曲線的條數(shù)相同。

一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定裝置，包括：

二維投影模塊，用于將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

邊界擬合模塊，用于利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；

網(wǎng)格劃分模塊，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線；

曲面重構(gòu)模塊，用于利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線、橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，以及最近鄰點(diǎn)插值算法，確定所述船體外板的三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面。

其中，所述二維投影模塊包括：

坐標(biāo)值確定單元，用于在船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，確定X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值；

正方形網(wǎng)格區(qū)域劃分單元，用于在二維平面上創(chuàng)建矩形區(qū)域，并根據(jù)所述X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值，將所述矩形區(qū)域劃分為N×M的正方形網(wǎng)格區(qū)域；其中，N為橫向網(wǎng)格數(shù)，M為縱向網(wǎng)格數(shù)，L為網(wǎng)格尺寸，且N、M均為不小于零的正整數(shù)，L為不小于零的有理數(shù)；

投影單元，用于將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，通過(guò)所述正方形網(wǎng)格區(qū)域記錄每個(gè)點(diǎn)的位置。

其中，所述邊界擬合模塊包括：

邊界網(wǎng)格確定單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的位置，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的邊界網(wǎng)格；

邊界點(diǎn)確定單元，用于利用臨近域的擬合曲線的曲率，確定所述邊界網(wǎng)格內(nèi)的角點(diǎn)，并通過(guò)插值法確定邊界點(diǎn)；

邊界曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；所述邊界曲線包括上邊界曲線、下邊界曲線、左邊界曲線以及右邊界曲線。

其中，所述網(wǎng)格劃分模塊包括：

橫向網(wǎng)格曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的上邊界曲線和下邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線；

縱向網(wǎng)格曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的左邊界曲線和右邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的縱向網(wǎng)格曲線；

曲線網(wǎng)格劃分單元，用于利用所述橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線將二維平面劃分為曲線網(wǎng)格；所述橫向網(wǎng)格曲線和所述縱向網(wǎng)格曲線的條數(shù)相同。

通過(guò)以上方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法，包括：將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線；利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線、橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，以及最近鄰點(diǎn)插值算法，確定所述船體外板的三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面。

可見(jiàn)，在本方案中，可將海量散亂的船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為少量的規(guī)則排列的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了海量散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的規(guī)整化壓縮，有利于外板曲面數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、定位和比較；本發(fā)明還公開(kāi)了一種種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定裝置，同樣能實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的二維投影示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的邊界擬合示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的網(wǎng)格劃分示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的曲面重構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)船體復(fù)雜外板的點(diǎn)云四邊形網(wǎng)格重構(gòu)，解決船體復(fù)雜外板海量散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、曲面定位難等問(wèn)題。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定方法，包括：

S101、將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

其中，所述將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：

在船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，確定X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值；

在二維平面上創(chuàng)建矩形區(qū)域，并根據(jù)所述X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值，將所述矩形區(qū)域劃分為N×M的正方形網(wǎng)格區(qū)域；其中，N為橫向網(wǎng)格數(shù)，M為縱向網(wǎng)格數(shù)，L為網(wǎng)格尺寸，且N、M均為不小于零的正整數(shù)，L為不小于零的有理數(shù)；

將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，通過(guò)所述正方形網(wǎng)格區(qū)域記錄每個(gè)點(diǎn)的位置。

其中，利用所述X坐標(biāo)的最大值X_max和最小值X_min以及網(wǎng)格尺寸L，確定縱向網(wǎng)格數(shù)M；其中，

利用所述Y坐標(biāo)的最大值Y_max和最小值Y_min以及網(wǎng)格尺寸L，確定橫向網(wǎng)格數(shù)N；其中，

具體的，在本實(shí)施例中，船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以通過(guò)激光三維掃描儀提?。惶崛『?，可將船體外板的三維輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行投影，在二維平面對(duì)其投影進(jìn)行研究。具體包括以下步驟：

(1).1：在提取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)域，找到X坐標(biāo)的最大值和最小值(Xmin和Xmax)和Y坐標(biāo)的最大和最小值(Ymin和Ymax)；

(1).2：在xoy平面上創(chuàng)建一個(gè)矩形區(qū)域，并根據(jù)X_max、X_min、Y_max和Y_min，將該區(qū)劃分為N×M的正方形網(wǎng)格區(qū)域，在此，正方形網(wǎng)格的建立，便于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和索引，其中N是橫向網(wǎng)格數(shù)，M是縱向網(wǎng)格數(shù)，L是網(wǎng)格尺寸大小。它們可以分別由Eq.(1)和Eq.(2)計(jì)算得到。

(1).3：在xoy平面內(nèi)得到投影的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在正方形網(wǎng)格記錄每個(gè)點(diǎn)的位置，以便找到邊界數(shù)據(jù)點(diǎn)，投影后的二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖2所示。

S102、利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；

其中，所述利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，包括：

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的位置，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的邊界網(wǎng)格；

利用臨近域的擬合曲線的曲率，確定所述邊界網(wǎng)格內(nèi)的角點(diǎn)，并通過(guò)插值法確定邊界點(diǎn)；

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；所述邊界曲線包括上邊界曲線、下邊界曲線、左邊界曲線以及右邊界曲線。

具體的，在本實(shí)施例中，根據(jù)正方形網(wǎng)格中的空間關(guān)系，將投影的4個(gè)邊界上的數(shù)據(jù)劃分，尋求邊界網(wǎng)格；本實(shí)施例中尋求邊界網(wǎng)格的規(guī)則為：若網(wǎng)格內(nèi)無(wú)點(diǎn)存在，則不是邊界；若有點(diǎn)存在，判斷與其相鄰的網(wǎng)格是否至少存在一個(gè)網(wǎng)格沒(méi)有點(diǎn)存在，若是，則是邊界網(wǎng)格。

進(jìn)一步，通過(guò)計(jì)算臨近域的擬合曲線的曲率，跟設(shè)定的閾值相比較，判斷當(dāng)前點(diǎn)是否是角點(diǎn)，找出角點(diǎn)通過(guò)插值邊界點(diǎn)。最后，根據(jù)每個(gè)邊界找到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)三次樣條的插值擬合出邊界曲線，參見(jiàn)圖3，為本實(shí)施例提供的邊界擬合示意圖，并根據(jù)圖3可知，本方案中擬合的邊界曲線具體包括上邊界曲線、下邊界曲線、左邊界曲線以及右邊界曲線。

S103、根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線；

其中，根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，包括：

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的上邊界曲線和下邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線；

根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的左邊界曲線和右邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的縱向網(wǎng)格曲線；

利用所述橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線將二維平面劃分為曲線網(wǎng)格；其中，所述橫向網(wǎng)格曲線和所述縱向網(wǎng)格曲線的條數(shù)相同。

具體的，對(duì)于網(wǎng)格的劃分，首先在擬合出的邊界曲線的基礎(chǔ)上對(duì)方程自變量系數(shù)的變化，可以將這一投影區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向和橫向的網(wǎng)格劃分。在具體實(shí)施過(guò)程中，在本實(shí)施例中，S103具體包括以下步驟：

(3).1：假設(shè)上邊界曲線的擬合方程是：

y₁＝a₁·x³+b₁·x²+c₁·x+d₁；

下邊界曲線的擬合方程是：

y_N＝a_N·x³+b_N·x²+c_N·x+d_N；

為了得到中間的網(wǎng)格曲線，將網(wǎng)格的橫向網(wǎng)格曲線可以表示為：

y_i＝a_i·x³+b_i·x²+c_i·x+d_i (3)

在這里，對(duì)曲線方程的系數(shù)做一定的處理，使得

可得到在上邊界和下邊界之間的曲線變化的曲線方程，從而擬合出橫向的網(wǎng)格曲線。

同樣地，左邊界曲線的擬合方程是：

x₁＝a₁′·y³+b₁′·y²+c₁′·y+d₁′

右邊界曲線擬合方程是：

x_M＝a_M′·y³+b_M′·y²+c_M′·y+d_M′

縱向網(wǎng)格曲線可以表示為：

x_j＝a_j′·y³+b_j′·y²+c_j′·y+d_j′ (4)

在這里，對(duì)曲線方程的系數(shù)做一定的處理，使得

可由上述曲線方程系數(shù)擬合出縱向的網(wǎng)格曲線。

(3).2：擬合的網(wǎng)格曲線將XOY平面分為N×M部分，可得到每個(gè)水平網(wǎng)格曲線和每個(gè)垂直網(wǎng)格線的交叉點(diǎn)，即點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)，為了更加方便定位點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在這里，使橫向與縱向網(wǎng)格曲線條數(shù)相等，詳見(jiàn)圖4所示。

S104、利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線、橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，以及最近鄰點(diǎn)插值算法，確定所述船體外板的三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面。

參見(jiàn)圖5，對(duì)得到的網(wǎng)格化曲線使用最近鄰點(diǎn)插值算法，得到三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面?？梢?jiàn)，在本方案中，為了克服現(xiàn)有的船體外板網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)中存在的占內(nèi)存、不易定位點(diǎn)云數(shù)據(jù)等問(wèn)題，提出了船體復(fù)雜外板點(diǎn)云四邊形網(wǎng)格重構(gòu)方法，該方法通過(guò)擬合出的船體外板點(diǎn)云的邊界曲線，找到每個(gè)曲線方程自變量系數(shù)的關(guān)系，可以得到橫向和縱向的網(wǎng)格曲線，最后通過(guò)最臨近插值的算法擬合出曲面。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的網(wǎng)格曲面確定裝置進(jìn)行介紹，下文描述的網(wǎng)格曲面確定裝置與上文描述的網(wǎng)格曲面確定方法可以相互參照。

參見(jiàn)圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于船體外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)的網(wǎng)格曲面確定裝置，包括：

二維投影模塊100，用于將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，形成二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

邊界擬合模塊200，用于利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；

網(wǎng)格劃分模塊300，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線，對(duì)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線；

曲面重構(gòu)模塊400，用于利用所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線、橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線，以及最近鄰點(diǎn)插值算法，確定所述船體外板的三維重構(gòu)網(wǎng)格曲面。

基于上述實(shí)施例，所述二維投影模塊包括：

坐標(biāo)值確定單元，用于在船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，確定X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值；

正方形網(wǎng)格區(qū)域劃分單元，用于在二維平面上創(chuàng)建矩形區(qū)域，并根據(jù)所述X坐標(biāo)的最大值和最小值，以及Y坐標(biāo)的最大值和最小值，將所述矩形區(qū)域劃分為N×M的正方形網(wǎng)格區(qū)域；其中，N為橫向網(wǎng)格數(shù)，M為縱向網(wǎng)格數(shù)，L為網(wǎng)格尺寸，且N、M均為不小于零的正整數(shù)，L為不小于零的有理數(shù)；

投影單元，用于將船體外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面，通過(guò)所述正方形網(wǎng)格區(qū)域記錄每個(gè)點(diǎn)的位置。

基于上述實(shí)施例，所述邊界擬合模塊包括：

邊界網(wǎng)格確定單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的位置，確定所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述正方形網(wǎng)格區(qū)域的邊界網(wǎng)格；

邊界點(diǎn)確定單元，用于利用臨近域的擬合曲線的曲率，確定所述邊界網(wǎng)格內(nèi)的角點(diǎn)，并通過(guò)插值法確定邊界點(diǎn)；

邊界曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)以及三次樣條插值算法，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界曲線；所述邊界曲線包括上邊界曲線、下邊界曲線、左邊界曲線以及右邊界曲線。

基于上述實(shí)施例，所述網(wǎng)格劃分模塊包括：

橫向網(wǎng)格曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的上邊界曲線和下邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的橫向網(wǎng)格曲線；

縱向網(wǎng)格曲線擬合單元，用于根據(jù)所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的左邊界曲線和右邊界曲線，擬合出所述二維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的縱向網(wǎng)格曲線；

曲線網(wǎng)格劃分單元，用于利用所述橫向網(wǎng)格曲線和縱向網(wǎng)格曲線將二維平面劃分為曲線網(wǎng)格；所述橫向網(wǎng)格曲線和所述縱向網(wǎng)格曲線的條數(shù)相同。

可見(jiàn)，在本方案中，將采集到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在二維平面；對(duì)投影的數(shù)據(jù)找出邊緣數(shù)據(jù)，擬合出四條邊緣曲線，得到四個(gè)邊緣曲線方程，計(jì)算所有縱向特征曲線系數(shù)的平均值和所有橫向特征曲線系數(shù)的平均值，找到系數(shù)之間的關(guān)系作為一條曲線方程的系數(shù)。通過(guò)本發(fā)明所述的方法，可以獲得當(dāng)前復(fù)雜外板橫向和縱向的曲線情況，由得到的方程，通過(guò)插值擬合出網(wǎng)格曲面，該方法準(zhǔn)確性高、簡(jiǎn)單易實(shí)施；同時(shí)，對(duì)比橫縱曲線網(wǎng)格擬合整個(gè)曲面的情況，可以采用更少排列規(guī)則的點(diǎn)代表點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征，能夠節(jié)省內(nèi)存空間，更好的分析船體外板的特征情況。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。