[發明專利]邊界元素提取方法及其計算機系統

有效

• 申請號: 200810303082.1
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN101635051A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 張旨光;吳新元;黃華
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種邊界元素提取方法及其計算機系統，尤其 涉及一種從雜亂點云中提取邊界元素的方法及其計算機系統。

背景技術

在三維產品的開發及制造過程中，誤差分析已經成為產品 質量驗證的重要環節。傳統的做法是使用點云獲取裝置獲取工 件的點云(即由多個三維離散點組成的點的集合)，而后將點 云數據輸入計算機，執行相應軟件對點云數據進行處理，以提 取點云對應的邊界元素，也就是工件的邊界點和邊界特征。然 后，通過迭代擬合法將實際工件和量測工件所得的理論設計圖 檔進行對齊，以確定實際工件與理論設計圖檔中的影像之間是 否存在誤差。但是，此種做法的對齊效率不高，且特殊位置還 不能完全對齊。

另外，隨著影像技術的發展，人臉識別、特征匹配、有限 元分析等技術的引用，業界人員對邊界元素的提取精度和提取 速度的要求也越來越高，而傳統技術中進行邊界元素提取的方 法還不能達到此等要求。

發明內容

鑒于以上內容，有必要提供一種邊界元素提取方法，可自 動提取雜亂點云的邊界元素，包括提取邊界點和創建邊界特征， 提高了邊界元素的提取精度和提取速度。

還有必要提供一種提取邊界元素的計算機系統，可自動提 取雜亂點云的邊界元素，包括提取邊界點和創建邊界特征，提 高了邊界元素的提取精度和提取速度。

一種邊界元素提取方法，該方法包括：獲取量測工件所產 生的點云數據及組成點云三角網格化曲面的三角形的最大邊 長；根據該最大邊長將所獲取的點云建立成三角網格化曲面； 重復執行以下步驟直至該三角網格化曲面上的點都被進行了邊 界點判斷，以完成從上述三角網格化曲面中提取邊界點：獲取 三角網格化曲面中當前判斷點周圍的三角形及每個三角形的頂 點；計算每個頂點被當前判斷點周圍的三角形所占用的次數； 若所述頂點被占用的次數均大于1，則確定該當前判斷點為內 點；若所述頂點中有頂點被占用的次數等于1，則確定該當前 判斷點為邊界點；根據邊界點的向量變化情況對所述邊界點進 行分組；將每組邊界點分別擬合成直線和圓；在進行直線容差 判斷和圓容差判斷后確定適合每組邊界點的邊界特征；及輸出 所述邊界特征。

一種提取邊界元素的計算機系統，該計算機系統包括：獲取 單元，用于獲取量測工件所產生的點云數據及組成點云三角網格 化曲面的三角形的最大邊長；三角網格化單元，用于根據所述最 大邊長將所獲取的點云建立成三角網格化曲面；邊界點提取單 元，用于重復執行以下步驟直至該三角網格化曲面上的點都被進 行了邊界點判斷，以完成從上述三角網格化曲面中提取邊界點： 獲取三角網格化曲面中當前判斷點周圍的三角形及該每個三角 形的頂點；標示每個頂點被當前判斷點周圍的三角形所占用的次 數；若所述頂點被占用的次數均大于1，則判定該當前判斷點為 內點；及若所述頂點中有頂點被占用的次數等于1，則判定該當 前判斷點為邊界點；及創建單元，用于根據邊界點的向量變化情 況對所述邊界點進行分組，將每組邊界點分別擬合成直線和圓， 在進行直線容差判斷和圓容差判斷后確定適合每組邊界點的邊 界特征，并輸出所述邊界特征。

相較于現有技術，所述邊界元素提取方法及其計算機系統， 不僅可自動提取單層雜亂點云的邊界元素，還可以提取多層雜 亂點云的邊界元素，提高了邊界元素提取精度和速度。

附圖說明

圖1是本發明提取邊界元素的計算機系統較佳實施例的運 行環境圖。

圖2是本發明邊界元素提取系統的功能單元圖。

圖3是本發明邊界元素提取方法較佳實施例的作業流程 圖。

圖4是圖3中步驟S3建立三角網格化曲面的具體作業流程 圖。

圖5是圖3中步驟S5提取邊界點的具體作業流程圖。

圖6和圖7是本發明獲取當前判斷點周圍的三角形及每個三 角形的頂點的示意圖。

圖8是圖3中步驟S7創建邊界特征的具體作業流程圖。

圖9是本發明創建邊界特征的示意圖。

具體實施方式

參閱圖1所示，是本發明提取邊界元素的計算機系統較佳 實施例的運行環境圖。該運行環境圖包括一個影像量測機臺1 及與該影像量測機臺1相連接的計算機2。