點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：獲取模塊用于獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及網(wǎng)格化點(diǎn)間距以及奇異點(diǎn)判定參數(shù)；計(jì)算模塊用于根據(jù)所設(shè)置的網(wǎng)格化點(diǎn)間距得到每一個(gè)點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集進(jìn)行平面擬合，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量；修正模塊用于通過(guò)各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集、各點(diǎn)的法向量以及奇異點(diǎn)判定參數(shù)以確定奇異點(diǎn)并修正；第一處理模塊用于將修正后的各鄰域點(diǎn)集中的鄰域點(diǎn)投影到擬合平面上得到鄰域投影點(diǎn)集并進(jìn)行三角化處理；第二處理模塊用于將上述進(jìn)行三角化處理后的各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行整合，得到重構(gòu)的點(diǎn)云曲面。利用本發(fā)明可以得到更光滑精確的重構(gòu)曲面。
【專利說(shuō)明】點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及曲面處理系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在三維測(cè)量和逆向工程過(guò)程中，點(diǎn)云曲面重構(gòu)是關(guān)鍵的步驟。點(diǎn)云曲面重構(gòu)是基 于三角網(wǎng)格化進(jìn)行重構(gòu)的。然而，由于三維三角網(wǎng)格化處理非常復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)一般基于 直接二維三角網(wǎng)格化然后映像到三維，雖然計(jì)算方法簡(jiǎn)單，但沒(méi)有考慮點(diǎn)三維特征，會(huì)造成 曲面不光滑、精度不高；另外，還需要后續(xù)曲面平滑處理，導(dǎo)致最終的重構(gòu)效果不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提出一種點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法，其可以快速精確地檢 測(cè)出產(chǎn)品的平面度，并輸出圖形化數(shù)據(jù)供用戶參考。
[0004] 所述點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中。該系統(tǒng)包括：獲取模塊，用于獲取需要 進(jìn)行重構(gòu)曲面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及設(shè)置的網(wǎng)格化點(diǎn)間距以及奇異點(diǎn)判定參數(shù)；計(jì)算模塊，用于 根據(jù)上述網(wǎng)格化點(diǎn)間距得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每一個(gè)點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的鄰域 點(diǎn)集對(duì)該各點(diǎn)進(jìn)行平面擬合，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量；修正模塊，用于利用各點(diǎn)的鄰域點(diǎn) 集、各點(diǎn)的法向量、以及所述的奇異點(diǎn)判定參數(shù)確定奇異點(diǎn)并修正；第一處理模塊，用于通 過(guò)將修正后的各鄰域點(diǎn)集中的鄰域點(diǎn)投影到擬合平面上，得到鄰域投影點(diǎn)集，并利用預(yù)設(shè) 的距離權(quán)值對(duì)各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行三角化處理；第二處理模塊，用于將上述進(jìn)行三角化處 理后的各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行整合，得到重構(gòu)的點(diǎn)云曲面。
[0005] 所述點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)上。該方法包括：獲取步驟：獲取需要進(jìn)行 重構(gòu)曲面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及設(shè)置的網(wǎng)格化點(diǎn)間距以及奇異點(diǎn)判定參數(shù)；計(jì)算步驟：根據(jù)上 述網(wǎng)格化點(diǎn)間距得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每一個(gè)點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集對(duì) 該各點(diǎn)進(jìn)行平面擬合，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量；修正步驟：利 用各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集、各點(diǎn)的法向量、以及所述的奇異點(diǎn)判定參數(shù)確定奇異點(diǎn)并修正；第一網(wǎng) 格化步驟：通過(guò)將修正后的各鄰域點(diǎn)集中的鄰域點(diǎn)投影到擬合平面上，得到鄰域投影點(diǎn)集， 并利用預(yù)設(shè)的距離權(quán)值對(duì)各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行三角化處理；第二網(wǎng)格化步驟：將上述進(jìn)行 三角化處理后的各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行整合，得到重構(gòu)的點(diǎn)云曲面。
[0006] 本發(fā)明所提供的點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)及方法，利用全局參數(shù)化方法，直接獲取與主 方向一致的能夠反映模型內(nèi)在幾何特征的網(wǎng)格化結(jié)果。采用局部三角化到全局三角化的處 理，計(jì)算中加入了點(diǎn)云法向量和帶權(quán)的正則三角化方法，判斷了奇異點(diǎn)，這種算法生成曲面 表面光滑精確，且不改變物體的形狀特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是本發(fā)明點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)較佳實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)中局部三角化處理示意圖。
[0009] 圖3是本發(fā)明點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法較佳實(shí)施例的流程圖。
[0010] 主要元件符號(hào)說(shuō)明

【權(quán)利要求】
1. 一種點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 獲取模塊，用于獲取需要進(jìn)行重構(gòu)曲面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及設(shè)置的網(wǎng)格化點(diǎn)間距以及奇 異點(diǎn)判定參數(shù)； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)上述網(wǎng)格化點(diǎn)間距得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每一個(gè)點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集，利用點(diǎn) 云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集對(duì)該各點(diǎn)進(jìn)行平面擬合，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量； 修正模塊，用于利用各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集、各點(diǎn)的法向量、以及所述的奇異點(diǎn)判定參數(shù)確定 奇異點(diǎn)并修正； 第一處理模塊，用于將修正后的各鄰域點(diǎn)集中的鄰域點(diǎn)投影到擬合平面上，得到鄰域 投影點(diǎn)集，并利用預(yù)設(shè)的距離權(quán)值對(duì)各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行三角化處理；及 第二處理模塊，用于將上述進(jìn)行三角化處理后的各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行整合，得到重構(gòu) 的點(diǎn)云曲面。
2. 如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述的計(jì)算模塊將點(diǎn)云數(shù)據(jù) 中與某一點(diǎn)的距離小于所接收的網(wǎng)格化點(diǎn)間距的所有點(diǎn)作為該點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集。
3. 如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述的修正模塊利用各點(diǎn)的 鄰域點(diǎn)集與各點(diǎn)的法向量計(jì)算得到各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)到所述擬合平面的平均距離，且在判定一 個(gè)點(diǎn)到平面的距離大于該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鄰域點(diǎn)到所擬合的平面的平均距離與奇異點(diǎn)判定參數(shù) 的乘積時(shí)，判斷該點(diǎn)為奇異點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述的修正模塊利用各奇異 點(diǎn)在所擬合平面上的映射點(diǎn)來(lái)代替該奇異點(diǎn)，以修正該奇異點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二處理模塊通過(guò)將 不同鄰域投影點(diǎn)集對(duì)應(yīng)的三角形中，具有相同邊的三角形連接在一起，組成重構(gòu)的點(diǎn)云曲 面。
6. -種點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 獲取步驟：獲取需要進(jìn)行重構(gòu)曲面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及設(shè)置的網(wǎng)格化點(diǎn)間距以及奇異點(diǎn) 判定參數(shù)； 計(jì)算步驟：根據(jù)上述網(wǎng)格化點(diǎn)間距得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每一個(gè)點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集，利用點(diǎn)云數(shù) 據(jù)中各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集對(duì)該各點(diǎn)進(jìn)行平面擬合，并計(jì)算出所有點(diǎn)的法向量； 修正步驟：利用各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集、各點(diǎn)的法向量、以及所述的奇異點(diǎn)判定參數(shù)確定奇異 點(diǎn)并修正； 第一網(wǎng)格化步驟：將修正后的將各鄰域點(diǎn)集中的鄰域點(diǎn)投影到擬合平面上，得到鄰域 投影點(diǎn)集，并利用預(yù)設(shè)的距離權(quán)值對(duì)各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行三角化處理；及 第二網(wǎng)格化步驟：將上述進(jìn)行三角化處理后的各鄰域投影點(diǎn)集進(jìn)行整合，得到重構(gòu)的 點(diǎn)云曲面。
7. 如權(quán)利要求6所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法，其特征在于，所述的計(jì)算步驟中將點(diǎn)云數(shù) 據(jù)中與某一點(diǎn)的距離小于所接收的網(wǎng)格化點(diǎn)間距的所有點(diǎn)作為該點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集。
8. 如權(quán)利要求6所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法，其特征在于，所述的修正步驟通過(guò)利用各 點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集與各點(diǎn)的法向量計(jì)算得到各點(diǎn)的鄰域點(diǎn)到所述擬合平面的平均距離，且在判 定一個(gè)點(diǎn)到平面的距離大于該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鄰域點(diǎn)到所擬合的平面的平均距離與奇異點(diǎn)判定 參數(shù)的乘積時(shí)，判斷該點(diǎn)為奇異點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求8所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法，其特征在于，所述的修正步驟中利用各奇 異點(diǎn)在所擬合平面上的映射點(diǎn)來(lái)代替該奇異點(diǎn)，以修正該奇異點(diǎn)。
10. 如權(quán)利要求6所述的點(diǎn)云曲面重構(gòu)方法，其特征在于，所述的第二網(wǎng)格化步驟中通 過(guò)將不同鄰域投影點(diǎn)集對(duì)應(yīng)的三角形中，具有相同邊的三角形連接在一起，組成重構(gòu)的點(diǎn) 云曲面。
【文檔編號(hào)】G06T11/00GK104424655SQ201310407237
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】吳新元, 張旨光, 謝鵬 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司