[發(fā)明專利]一種曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210560489.2
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114898069A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀南;謝核;張輝;毛建旭
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06F30/10;G06F111/20
• 代理公司: 長沙市護(hù)航專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S100、分別構(gòu)建待蒙皮工件實(shí)際測量的三維數(shù)據(jù)和該工件設(shè)計(jì)模型的三維數(shù)據(jù)；

步驟S200、計(jì)算設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)中每個(gè)點(diǎn)的法矢、鄰域半徑以及球心位置；

步驟S300、尋找實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)中所有點(diǎn)到設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)中的最近點(diǎn)；

步驟S400、分別計(jì)算實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)中所有點(diǎn)到設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)中對應(yīng)最近點(diǎn)的靜態(tài)最近距離、動(dòng)態(tài)最近距離；其中，所述靜態(tài)最近距離、動(dòng)態(tài)最近距離均包括歐式距離、法向距離以及由歐式距離、法向距離推算出來的曲面適應(yīng)性距離；

步驟S500、構(gòu)建曲面適應(yīng)性距離的目標(biāo)函數(shù)；

步驟S600、最小化目標(biāo)函數(shù)，并計(jì)算最小化目標(biāo)函數(shù)后的微分運(yùn)動(dòng)旋量ξ；

步驟S700、基于微分運(yùn)動(dòng)旋量ξ更新實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)的拼合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法，其特征在于，所述步驟S100具體包含如下步驟：

步驟S110、多個(gè)視角掃描蒙皮工件，獲得實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)的點(diǎn)云X＝{x₁,x₂,…,x_i,…,x_m}，包含m個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)為3×1的向量；

步驟S120、將設(shè)計(jì)模型均勻離散，獲得設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)的點(diǎn)云Y＝{y₁,y₂,…,y_i,…,y_n}，包含n個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)為3×1的向量；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法，其特征在于，所述步驟S100中實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)m與設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)三維數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)n滿足n3m。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法，其特征在于，所述步驟S200具體包含如下步驟：

步驟S210、針對設(shè)計(jì)模型三維數(shù)據(jù)中的每一個(gè)點(diǎn)y_i,i＝1，2，…，n，在所述點(diǎn)云Y中搜索與點(diǎn)y_i最近的k個(gè)點(diǎn)，構(gòu)成點(diǎn)集K＝{k₁，k₂，…，k_k}，點(diǎn)集

步驟S220、對點(diǎn)集K進(jìn)行最小二乘球面擬合，得到球心o_i與半徑r_i；點(diǎn)y_i的單位法矢為n_i＝(o_i-x_i)/||o_i-x_i||，其中x_i表示實(shí)際測量三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云X中的點(diǎn)；點(diǎn)云Y對應(yīng)法矢集合N＝{n₁,n₂，n₃，…，n_i，…，n_n}和鄰域半徑集合R＝{r_i，r₂，r₃，…，r_i，…，r_n}。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面蒙皮三維數(shù)據(jù)拼合方法，其特征在于，所述步驟S210中點(diǎn)集K中的點(diǎn)的數(shù)量滿足：5k50。