[發明專利]一種船體復雜外板三維點云數據精簡方法及裝置

在審

• 申請號: 201710175361.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106951643A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 程良倫;佘爽;黃振杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

1.一種船體復雜外板三維點云數據精簡方法，其特征在于，包括：

通過采用K-D樹與八叉樹相結合的剖分準則將船體復雜外板的散亂的三維點云數據剖分成不同的節點空間，并建立所述三維點云數據之間的拓撲關系；

在每個所述節點空間中，采用拋物線擬合方法來進行特征曲率估算，獲得所有所述三維點云數據的曲率信息及每個所述節點空間的平均曲率；

根據所有所述節點空間的平均曲率，設定可調的曲率閾值；

根據所述曲率閾值對所述三維點云數據的所屬區域劃分為平坦區域或細節豐富區域，并對所屬區域為所述平坦區域的三維點云數據通過基于空間剖分的均勻網格法完成點云簡化，對所屬區域為所述細節豐富區域的三維點云數據通過最小距離法實現點云簡化。

2.根據權利要求1所述的船體復雜外板三維點云數據精簡方法，其特征在于，所述通過采用K-D樹與八叉樹相結合的剖分準則將船體復雜外板的散亂的三維點云數據剖分成不同的節點空間，并建立所述三維點云數據之間的拓撲關系具體包括：

獲取船體復雜外板對應的所有三維點云數據的最小外包圍盒，并設定八叉樹的分割深度，依據所述分割深度確定八叉樹的葉節點大小，構建出對應的八叉樹；

對每個所述八叉樹的葉節點中的三維點云數據利用K-D樹進行組織，分別存儲索引信息和節點坐標信息，并將每個所述K-D樹的首記錄存放到對應的八叉樹葉節點中。

3.根據權利要求2所述的船體復雜外板三維點云數據精簡方法，其特征在于，所述在每個所述節點空間中，采用拋物線擬合方法來進行特征曲率估算，獲得所有所述三維點云數據的曲率信息及每個所述節點空間的平均曲率具體包括：

在每個所述節點空間中，利用K-鄰域搜索所述節點空間內每個點的K個最近鄰，建立各所述節點空間內的散亂的所述三維點云數據的K-鄰域關系，采用拋物線擬合方法來進行特征曲率估算，獲得所有所述三維點云數據的曲率信息及每個所述節點空間的平均曲率。

4.根據權利要求3所述的船體復雜外板三維點云數據精簡方法，其特征在于，所述根據所有所述節點空間的平均曲率，設定可調的曲率閾值具體包括：

根據所有所述節點空間的平均曲率，通過公式一確定初始曲率閾值，并針對不同的船體外板的三維點云數據模型中各區域所占的大小不同，通過公式二對所述初始曲率閾值進行修正，獲得修正后的曲率閾值，所述公式一具體為：

$\hat{I}={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n\left|I_j\right|;$

其中，為初始曲率閾值，n為點云數據的總和，I_j為每點的特征曲率；

所述公式二具體為：

$I^{,}=\mathrm{\α}\hat{I};$

其中，I'為修正后的曲率閾值，α為依據數據模型特征進行的索引取值。