[發明專利]通用型二維點云分組方法

有效

• 申請號: 201410060033.5
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103761744A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 伯彭波;駱功寧;王寬全;夏勇;張盛平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于逆向工程技術領域，涉及一種點云的分組方法。

背景技術

逆向工程技術是隨著計算機技術的發展和成熟以及數據測量技術的進步而迅速發展起來的一門新興學科與技術，如今逆向工程技術的應用越來越廣泛。數據處理是逆向工程的一項重要的技術環節，它決定了后續CAD模型重建過程能否方便、正確地進行。根據丈量點的數目，丈量數據可以分為一般數據點和海量數據點；根據丈量數據的規整性，丈量數據又可以分為散亂數據點和規矩數據點；不同的丈量系統所得到的丈量數據的格式是不一致的，且幾乎所有的丈量方式和丈量系統都不可避免地存在誤差。因此，在利用丈量數據進行CAD重建前必須對丈量數據進行處理。數據處理工作主要包括：數據格式的轉化、多視點云的拼合、點云過濾、數據精簡和點云分組等。點云是指二維空間的無序散亂點，這些點的來源可以是掃描物體表面得到的二維點云(逆向工程領域)，也可以是普通二值圖像中的像素點。點云的分組是一個關鍵的工作，他決定后續曲線擬合的準確性。如何將相對復雜的點云完成分組是現在工程技術領域亟需解決的問題。這一問題的解決有很大的意義，通俗來說完成了點云的分組工作，可以更好的理解點云的結構，可以通過擬合多條樣條曲線來清楚地表達點云的結構。當然點云可以是通過掃描得到的有一定定結構形狀的無序散亂點，也可以是其他形式的點云，如二值圖像上的黑色像素點，完成了二值圖像點云的分組可以應用在簡筆畫、漢字的筆劃分組上。

發明內容

本發明的目的是提供一種通用型二維點云分組方法，該方法針對無序散亂點云進行分組，進一步的解決計算圖形學領域的經典問題。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種通用型二維點云分組方法，主要是通過提取點云的骨架，針對骨架進行分組，從而完成點云的分組工作，具體包括以下步驟：

(1)將點云轉化為二值圖像；

(2)將二值圖像進行細化，得到點云骨架；

(3)將細化后的骨架連接成圖數據結構；

(4)將圖進行適當的調整，去除腫點、刪除冗余、平滑路徑；

(5)在原始圖的基礎上按照曲率進行重新采樣，構建新的圖；

(6)對構建的新圖進行簡化，為圖的每條邊賦值；

(7)采用單源最短路徑算法，對整個圖進行分組，從而完成骨架的分組；

(8)骨架分組完成后，采用膨脹方法找到骨架周圍的點云，完成點云的分組。

傳統的一些方法只能處理比較簡單的點云，對于自交叉的、彎曲程度變化復雜的不能處理。本發明相比傳統方法，能處理形狀比較復雜的點云，運算速度比較快。

附圖說明

圖1是通用型二維點云分組方法的流程圖；

圖2是初始的點云；

圖3是勢能圖像；

圖4是二值圖像；

圖5是骨架圖像；

圖6是大量樣本的回歸分析圖；鋸

圖7是三角化結果；

圖8是二值化結果；

圖9是畸變區域的圖結構；

圖10是修正之后的圖；

圖11是細化之后存在尖角；

圖12是去除尖角之后；

圖13是簡化之后的圖；

圖14是原始骨架；

圖15是平滑和構建新圖的流程圖；

圖16是給圖上的邊賦權值；

圖17是分組好的骨架；

圖18是分組好的區域；

圖19是分組好的點云；

圖20是分別擬合曲線；

圖21是混亂自交叉點云分組；

圖22是多曲率變化點云分組；

圖23是簡筆畫分組。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限如此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。

如圖1所示，本發明提出了一種全新的點云分組方法，具體流程如下：

1、通過勢能函數構造點云骨架