[發明專利]一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法

在審

• 申請號: 202010825485.3
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111986256A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 吳艷蘭;倪建華;楊輝
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳慕

1.一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：起終點選取：選取任意一個面域邊界的兩點分別作為起點和終點，起點和終點之間的連線作為候選質心平衡線；

S2：距離變換與柵格力矩值計算：以候選質心平衡線為界進行距離變換，得距離變換圖；分別計算候選質心平衡線左右兩側的重力矩之和，最終得到兩側的柵格重力矩值；

S3：求取一條質心平衡線：當兩側的柵格重力矩值之差不滿足精度要求時，調整終止點至重力矩較大方向的多邊形邊界，繼續步驟S2；當滿足精度要求時，該候選質心平衡線即為一條質心平衡線；

S4：求取面域質心：按照步驟S1-S3求取另一條質心平衡線，兩條質心平衡線的交點即為該面域的質心。

2.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于：所述步驟S2中距離變換采用地圖代數中的距離變換方法，將柵格距離變換為歐式距離，建立柵格距離值與歐式距離平方值的一一映射關系。

3.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于：所述步驟S2中重力矩為柵格重力與重力臂的乘積，柵格重力計算公式為：G＝M*g，其中：M為每個柵格的質量，可帶入質量系數以適用于非勻質面；重力臂為每個柵格距起終點連線的距離。

4.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于：所述步驟S3中兩側的柵格重力矩值差不滿足精度要求，即

abs(M₁-M₂)＞ε

其中，abs絕對值函數，M₁和M₂分別表示質心平衡線兩側的柵格重力矩值，ε為精度值。

5.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于：所述步驟S3具體為：當兩側的柵格重力矩值差不滿足精度要求時，將按照一定步長調整終止點，方向為重力矩較大方向的多邊形邊界；然后重新判斷兩側重力矩是否滿足精度要求，若滿足，則當前起終點連線即為一根質心平衡線；否則按上述步驟S1-S3繼續搜索直至找到該質心平衡線的終止點為止，按同樣方法求取另一條質心平衡線。

6.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的復雜面域質心解算方法，其特征在于：所述步驟S4中采用物理學的懸垂法測物體重心的原理，兩條質心平衡線的交點即為該面域的質心。