[發(fā)明專利]一種三維線段模型的平面提取方法、系統(tǒng)及電子設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911066033.5
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN112785544A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 程章林;肖振東;潘光凡
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G06T7/90;G06T11/00;G06T11/20;G06T17/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本申請涉及一種三維線段模型的平面提取方法、系統(tǒng)及電子設備。包括：步驟a：通過文件加載模塊加載待提取的三維模型文件；步驟b：采用近似均勻采樣算法提取所述三維模型文件的平面信息；步驟c：將提取的平面信息寫入到內(nèi)存進行存儲并顯示。本申請以三維線段模型為對象，采用格式處理過后的三維模型進行計算，通過利用在球面上均勻采樣的技術(shù)找出處于高斯球上同一個平面的所有線段，實現(xiàn)從輸入到輸出的完整處理過程，能夠有效的利用線段的優(yōu)勢，有效的降低運算量，加快數(shù)據(jù)的處理，對硬件處理能力的要求也大大降低，且易于擴展。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于計算機圖形處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維線段模型的平面提取方法、系統(tǒng)及電子設備。

背景技術(shù)

平面提取是指通過一定的方法將三維模型中的平面信息用精確的數(shù)學表達式表示。三維模型的平面提取在機器人技術(shù)和三維重建中都有涉及，因而近些年得到了國內(nèi)外眾多學者的研究和探索。三維模型的平面提取目前有兩個研究方向，一個是基于點云模型的方法，該方法存在較大的噪聲，并且計算成本高昂。另一個是基于線段模型的方法，但是主流的方法都是基于RANSAC和基于霍夫變換的提取方法，基于RANSAC的方法缺點在于迭代次數(shù)沒有上限，霍夫變換雖然能夠很好的解決該問題，但是存在霍夫空間分布不均的問題，都存在著一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N三維線段模型的平面提取方法、系統(tǒng)及電子設備，旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝巳缦录夹g(shù)方案：

一種三維線段模型的平面提取方法，包括以下步驟：

步驟a：通過文件加載模塊加載待提取的三維模型文件；

步驟b：采用近似均勻采樣算法提取所述三維模型文件的平面信息；

步驟c：將提取的平面信息寫入到內(nèi)存進行存儲并顯示。

本申請實施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟a中，所述通過文件加載模塊加載待提取的三維模型文件具體包括：首先通過一個對話框獲取三維模型文件的名稱，然后按不同的數(shù)據(jù)格式對三維模型文件分類讀取，將不同格式的三維模型文件加載為內(nèi)存中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。

本申請實施例采取的技術(shù)方案還包括：所述步驟a還包括：通過顯示模塊顯示三維模型文件，設定平面提取算法，并設定算法相關(guān)參數(shù)。

本申請實施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟b中，所述采用近似均勻采樣算法提取所述三維模型文件的平面信息具體包括：

步驟b1：生成采樣點；首先將三維模型中的線段一端移動到空間原點上，然后將所有線段單位化，從而得到一個高斯球，每一條線段都可以用球面上的一點來表示；如果在空間中是一個平面上的線，在高斯球上必然處于同一個過圓心的平面上，找出垂直于該平面的法向量，在該平面上的所有線段都垂直于法向量；

步驟b2：線段提??；在生成采樣點之后，將所有的線段與采樣點代表的法向量進行計算，確定線段與法向量是否垂直，如果線段與法向量之間的夾角大于一定閾值即認為該線段與法向量垂直；將每個采樣點上垂直線段的數(shù)量進行統(tǒng)計排序，找出垂直線段數(shù)量最大的采樣點，將經(jīng)過該采樣點的所有線段提取出來用于下一步的平面擬合；

步驟b3：平面擬合；首先對每一條線段按線段中點計算在對應法向量下的截距，根據(jù)截距對線段進行聚類找出最有可能是一個平面的線段集合，然后利用奇異值分解方法對三維模型進行平面擬合。

本申請實施例采取的技術(shù)方案還包括：在所述步驟c中，所述將提取的平面信息寫入到內(nèi)存進行存儲并顯示具體包括：將提取數(shù)據(jù)按照設定的三維數(shù)據(jù)格式進行保存；提取的平面信息按照不同的顏色進行繪制和顯示。

本申請實施例采取的另一技術(shù)方案為：一種三維線段模型的平面提取系統(tǒng)，包括：