[發明專利]一種點云主曲率方向計算方法與流程

有效

• 申請號: 202011485791.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112561984B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 聶建輝;喻孟娟
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/64
• 分類號: G06T7/64
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

1.一種點云主曲率方向計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立以當前點為坐標原點，以當前點法向量為z軸的局部坐標系；

S2：在局部坐標系內創建過當前點且分別以x，y軸為法向量的平面，同時，以到平面距離為權重計算領域點的法向變化；

S3：將步驟S2所計算出的法向變化量較大的平面繞z軸向法向變化量較小的平面旋轉45°；

S4：重新計算以到平面距離為權重的領域點的法向變化，并且將重新計算出的法向變化量較大的平面繞z軸向法向變化量較小的平面旋轉，且每次迭代時旋轉角度減半；

S5：重復步驟S4直到旋轉角度小于一定閾值后退出計算過程。

2.根據權利要求1所述的點云主曲率方向計算方法，其特征在于，所述步驟S1包括：建立以當前點p為原點，以點p的法向量為z軸正向的局部坐標系。

3.根據權利要求1所述的點云主曲率方向計算方法，其特征在于，所述步驟S2包括：設置兩個相互垂直的平面U(0,1,0,0)和平面V(1,0,0,0)，并分別利用式(1)所示的基于雙邊加權的方法求取當前點p在方位θ上的法向量變化Δn_θ；

其中，n為鄰域點個數；p_i表示鄰域范圍內第i個點；p_i點的坐標為(x_i，y_i，z_i)；n_p和n_i分別是當前點及其鄰域點的法向量；||p_i-p||表示點p_i與點p的距離；δ為局部點云密度的3倍；w_1i是按照p_i與當前點p間歐式距離進行的加權；w_2i是按照鄰域點到分割平面的距離進行的加權；分割平面過當前點p且在局部微切平面內的投影是方向向量為θ的直線，由參數a,b,c,d確定。

4.根據權利要求1所述的點云主曲率方向計算方法，其特征在于，所述步驟S3包括：將法向變化量較大的平面繞坐標軸z軸正方向向法向變化量較小的平面旋轉45°，完成首次迭代。

5.根據權利要求1所述的點云主曲率方向計算方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

每次都基于更新的U、V平面重新計算相應方向上的法向變化；

將法向變化量較大的平面向法向變化量較小的平面旋轉靠近；同時，每次迭代將旋轉角度減半，直到旋轉角度小于閾值0.35°，然后退出計算過程，其中旋轉次數與計算誤差之間的關系如式(2)所示：

其中n為旋轉次數。