[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于八叉樹(shù)算法的分形維數(shù)計(jì)算方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110370793.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112991424A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊涵志;畢振輝;王磊;郭印同;郭武豪;趙國(guó)凱;常鑫;周俊;張曉宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué);中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/60
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/60;G06T7/62;G06T17/05;G06T17/20;G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 陳沖

1.一種基于八叉樹(shù)算法的分形維數(shù)計(jì)算方法，其特征在于，包括：

獲得物模縫網(wǎng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拼接，得到拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格建模，得到3D模型；

將所述3D模型推送到點(diǎn)云指針，構(gòu)建八叉樹(shù)；

通過(guò)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)進(jìn)行所述八叉樹(shù)的結(jié)構(gòu)遞歸和領(lǐng)域搜索計(jì)算，得到八叉樹(shù)計(jì)盒的總數(shù)和計(jì)盒的尺寸；

對(duì)公式進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到公式擬合直線(xiàn)的斜率為所述物模縫網(wǎng)的分形維數(shù)FD的值；其中，k是擬合直線(xiàn)的截距，N(r)是所述計(jì)盒的總數(shù)，r是所述計(jì)盒的尺寸。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得物模縫網(wǎng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：

掃描獲得所述物模縫網(wǎng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拼接，包括：

將實(shí)時(shí)獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代匹配，根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代終止條件和迭代匹配條件判斷是否迭代匹配成功；

若判斷迭代匹配成功，獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀，將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀進(jìn)行校正并進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代終止條件和迭代匹配條件判斷是否迭代匹配成功，包括：

基于形狀相似性比較算法獲得前后兩次點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀；

計(jì)算所述前后兩次點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀的最小二乘和的差值的絕對(duì)值；

將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀的最小二乘和的差值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較；

若所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀的最小二乘和的差值的絕對(duì)值在預(yù)設(shè)迭代次數(shù)下小于所述預(yù)設(shè)的閾值，則說(shuō)明迭代匹配成功；

若所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀的最小二乘和的差值的絕對(duì)值在預(yù)設(shè)迭代次數(shù)下等于或者大于所述預(yù)設(shè)的閾值，則說(shuō)明迭代匹配不成功。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拼接，得到拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后，還包括：

濾除所述拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪點(diǎn)，得到去噪后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

所述根據(jù)所述拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格建模，具體包括：

根據(jù)所述去噪后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格建模。

6.一種基于八叉樹(shù)算法的分形維數(shù)計(jì)算裝置，其特征在于，包括：

點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲得模塊，用于獲得物模縫網(wǎng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

特征拼接模塊，用于將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拼接，得到拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

網(wǎng)格建模模塊，用于根據(jù)所述拼合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格建模，得到3D模型；

八叉樹(shù)構(gòu)建模塊，用于將所述3D模型推送到點(diǎn)云指針，構(gòu)建八叉樹(shù)；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)進(jìn)行所述八叉樹(shù)的結(jié)構(gòu)遞歸和領(lǐng)域搜索計(jì)算，得到八叉樹(shù)計(jì)盒的總數(shù)和計(jì)盒的尺寸；

線(xiàn)性擬合模塊，用于對(duì)公式進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到公式擬合直線(xiàn)的斜率為所述物模縫網(wǎng)的分形維數(shù)FD的值；其中，k是擬合直線(xiàn)的截距，N(r)是所述計(jì)盒的總數(shù)，r是所述計(jì)盒的尺寸。

7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲得模塊，具體用于掃描獲得所述物模縫網(wǎng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述特征拼接模塊，包括：

判斷單元，用于將實(shí)時(shí)獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代匹配，根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代終止條件和迭代匹配條件判斷是否迭代匹配成功；

特征拼接執(zhí)行單元，用于若判斷迭代匹配成功，獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀，將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀進(jìn)行校正并進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接。