[發明專利]基于自適應平坦度將無序點云轉換為三角網格的系統及方法

無效

• 申請號: 200710041295.7
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101067868A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 郝泳濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種基于自適應平坦度將無序點云轉換為三角網格的系統及方法。

背景技術

海量散亂點數據的曲面重建在機械產品測量造型、地理信息系統等眾多領域都有著廣泛的應用。其中，三角網格的重建問題一直是國內外研究的熱點。Boissonnate首先將基于三維Delaunay的四面體剖分用于插值網格構造，Nina?Amenta提出了基于Crust的四面體剖分雕刻算法，從理論上保證了重建的網格模型同潛在的幾何模型拓撲一致。但此類算法構造的網格都建立在Delaunay四面體剖分的基礎上，時間消耗為0(n2)，難以適用于大規模數據。Chen直接判定三點形成的三角形的最小內角，應用最小內角最大原則建立三角化模型。這種方法先要將三維數據點投影到二維平面，導致對封閉表面或近似封閉的表面處理的困難，對于較復雜的曲面也很難找到合適的投影平面，Gopi，Crossno提出了基于局部二維Delaunay的三角網格增量式構建算法，這些雖然都實現了網格的線性重建，但難以保證網格質量。

因此，如何解決現有網格重建中存在的缺點實已成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自適應平坦度將無序點云轉換為三角網格的系統，以提高轉換速度，減少轉換時間，同時以有效避免轉換過程中引發的變形及鋸齒，實現對封閉表面或近似封閉表面的較佳處理。

本發明的另一目的在于提供一種基于自適應平坦度將無序點云轉換為三角網格的方法，以根據局部的平坦度進行曲面逼近，實現對曲面曲率的自適應控制。

為了達到上述目的，本發明提供的基于自適應平坦度將無序點云轉換為三角網格的系統包括：用于輸入所述無序點云包含的各點的坐標的輸入模塊、用于確定所述無序點云中最接近點云中心的中心點的中心確定模塊、用于設定初始搜索邊長、邊界狹長參數、誤差的最大值及最小值，并根據所述最大值及最小值確定初始逼近誤差的設定模塊、用于在所述無序點云中搜索與所述中心點構成初始三角面片的其他兩頂點，其中一個頂點與所述中心點的距離最為接近所述初始搜索邊長，且所述初始三角面片符合最小內角最大原則，所謂最小內角最大原則即搜索出的三角面片的最小內角大于中心點與所述無序點云中其他可能組成的三角形的點構成的三角形的最小內角，且大于所述邊界狹長參數的初始三角面片搜索模塊、用于根據所述初始逼近誤差確定搜索誤差原則，并根據最小內角最大原則、所述搜索誤差原則及鈍面角原則以所述初始三角面片為搜索起點、且以所述中心點為環心在所述無序點云中進行三角面片搜索以搜索出由多個三角面片組成的局部環，其中，所述局部環以所述中心點為環心，所述多個三角面片分別符合最小內角最大原則、所述搜索誤差原則及鈍面角原則，所述搜索誤差原則即搜索出的三角面片的內投點到相應三角面片的距離小于所述初始逼近誤差，鈍面角原則即搜索出的三角面片與其相鄰的三角面片的夾角為鈍角的初始環搜索模塊、用于根據最新搜索出的局部環計算其近似法矢，并根據所述近似法矢計算最新構成的局部環的中心點局部的平坦度，并根據所述平坦度、所述誤差最大值及最小值計算自適應逼近誤差的自適應誤差計算模塊、用于根據所述自適應逼近誤差重新確定搜索誤差原則，并根據最小內角最大原則、新確定的搜索誤差原則、鈍面角原則及繼承原則分別以最新構成的局部環包含的各點為為環心進行多輪三角面片拓展搜索以搜索出由符合各原則的三角面片構成的多個相應拓展局部環，進而逐步將所述無序點云轉換為相應三角網格，其中，所述繼承原則即搜索符合各原則的三角面片時優先考慮已經構成其他三角面片的各點的拓展環搜索模塊。

其中，所述輸入模塊采用掃描實物方式獲得無序點云包含的各點的坐標。