[發(fā)明專利]邊界元素提取方法及其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810303082.1
• 申請(qǐng)日: 2008-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN101635051A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旨光;吳新元;黃華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）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
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種邊界元素提取方法，其中，該邊界元素包括邊界點(diǎn) 和邊界特征，其特征在于，該方法包括：

(a)獲取量測(cè)工件所產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及組成點(diǎn)云三角網(wǎng)格 化曲面的三角形的最大邊長；

(b)根據(jù)該最大邊長將所獲取的點(diǎn)云建立成三角網(wǎng)格化曲 面；

(c)重復(fù)執(zhí)行以下步驟直至該三角網(wǎng)格化曲面上的點(diǎn)都被 進(jìn)行了邊界點(diǎn)判斷，以完成從上述三角網(wǎng)格化曲面中提取邊界 點(diǎn)：獲取三角網(wǎng)格化曲面中當(dāng)前判斷點(diǎn)周圍的三角形及每個(gè)三角 形的頂點(diǎn)；計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)被當(dāng)前判斷點(diǎn)周圍的三角形所占用的次 數(shù)；若所述頂點(diǎn)被占用的次數(shù)均大于1，則確定該當(dāng)前判斷點(diǎn)為 內(nèi)點(diǎn)；若所述頂點(diǎn)中有頂點(diǎn)被占用的次數(shù)等于1，則確定該當(dāng)前 判斷點(diǎn)為邊界點(diǎn)；

(d)根據(jù)邊界點(diǎn)的向量變化情況對(duì)所述邊界點(diǎn)進(jìn)行分組；

(e)將每組邊界點(diǎn)分別擬合成直線和圓；

(f)在進(jìn)行直線容差判斷和圓容差判斷后確定適合每組邊 界點(diǎn)的邊界特征；及

(g)輸出所述邊界特征。

2.如權(quán)利要求1所述的邊界元素提取方法，其特征在于，所 述步驟(b)包括如下步驟：

(b1)根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中點(diǎn)的三維坐標(biāo)計(jì)算得到所述點(diǎn)云的包 圍盒，對(duì)該包圍盒進(jìn)行分組，并將點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每個(gè)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)填入 到相應(yīng)的分組中；

(b2)獲取點(diǎn)云中尚未與其他點(diǎn)組成三角形的任一點(diǎn)，作 為三角形的第一頂點(diǎn)，并求取距離該第一頂點(diǎn)最近的點(diǎn)，作為 三角形的第二頂點(diǎn)；

(b3)連接第一頂點(diǎn)和第二頂點(diǎn)得到一條邊B0，且將該邊 B0加入邊隊(duì)列中；

(b4)根據(jù)所述最大邊長找出組成該三角形的第三頂點(diǎn)， 構(gòu)建該三角形且將該三角形的另外兩條邊添至上述邊隊(duì)列中；

(b5)對(duì)上述三角形進(jìn)行外接球判斷和鈍角判斷，以找出 除了上述第三頂點(diǎn)外能與邊B0構(gòu)成三角形的點(diǎn)；

(b6)所找出的點(diǎn)與邊B0組成另一個(gè)三角形，添加除了 邊B0外該另一個(gè)三角形的另外兩條邊至所述邊隊(duì)列；及

(b7)循環(huán)所述邊隊(duì)列中的邊并重復(fù)執(zhí)行步驟(b5)至步 驟(b6)，直至所有的邊都完成了構(gòu)建三角形的任務(wù)。

3.如權(quán)利要求1所述的邊界元素提取方法，其特征在于，所 述邊界特征包括直線、圓和圓柱。

4.如權(quán)利要求3所述的邊界元素提取方法，其特征在于，在 所述步驟(f)與步驟(g)之間包括如下步驟：

若在步驟(f)中確定至少有兩個(gè)擬合的圓存在，則根據(jù)圓 的半徑、圓的向量及圓心連線與所述向量之間的關(guān)系來判斷所擬 合的圓之間是否能構(gòu)建圓柱；及

若判斷的結(jié)果為是，則根據(jù)所述擬合圓構(gòu)建圓柱。

5.一種提取邊界元素的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中，所述邊界元素包 括邊界點(diǎn)和邊界特征，其特征在于，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：

獲取單元，用于獲取量測(cè)工件所產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及組成點(diǎn)云 三角網(wǎng)格化曲面的三角形的最大邊長；

三角網(wǎng)格化單元，用于根據(jù)所述最大邊長將所獲取的點(diǎn)云建 立成三角網(wǎng)格化曲面；

邊界點(diǎn)提取單元，用于重復(fù)執(zhí)行以下步驟直至該三角網(wǎng)格化 曲面上的點(diǎn)都被進(jìn)行了邊界點(diǎn)判斷，以完成從上述三角網(wǎng)格化曲 面中提取邊界點(diǎn)：獲取三角網(wǎng)格化曲面中當(dāng)前判斷點(diǎn)周圍的三角 形及該每個(gè)三角形的頂點(diǎn)；標(biāo)示每個(gè)頂點(diǎn)被當(dāng)前判斷點(diǎn)周圍的三 角形所占用的次數(shù)；若所述頂點(diǎn)被占用的次數(shù)均大于1，則判定 該當(dāng)前判斷點(diǎn)為內(nèi)點(diǎn)；及若所述頂點(diǎn)中有頂點(diǎn)被占用的次數(shù)等于 1，則判定該當(dāng)前判斷點(diǎn)為邊界點(diǎn)；及

創(chuàng)建單元，用于根據(jù)邊界點(diǎn)的向量變化情況對(duì)所述邊界點(diǎn)進(jìn) 行分組，將每組邊界點(diǎn)分別擬合成直線和圓，在進(jìn)行直線容差判 斷和圓容差判斷后確定適合每組邊界點(diǎn)的邊界特征，并輸出所述 邊界特征。

6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)云 數(shù)據(jù)包括點(diǎn)的三維坐標(biāo)和點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。

7.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述邊界 特征包括直線、圓或圓柱。

8.如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述創(chuàng)建 單元還用于在進(jìn)行直線容差判斷和圓容差判斷后，若確定至少有 兩個(gè)擬合的圓存在，則根據(jù)圓的半徑、圓的向量及圓心連線與所 述向量之間的關(guān)系來判斷擬合圓之間能否構(gòu)建圓柱，若判斷的結(jié) 果為是，則根據(jù)所擬合的圓構(gòu)建圓柱，并輸出所構(gòu)建的圓柱。