本發明專利技術提供一種產品模型散亂點云邊界特征提取方法，其特征在于：基于R*-樹建立產品模型散亂點云的動態空間索引結構，采用動態擴展空心球算法實現目標樣點的k近鄰點集查詢，將k近鄰點集的空心球半徑作為帶寬，利用核密度估計求解k近鄰點集的模式點，計算模式點到目標樣點的距離與空心球半徑的比值，將其與給定閾值進行比較判斷目標樣點是否為邊界點，進而識別散亂點云邊界特征。采用本方法可快速、準確提取產品模型散亂點云的邊界特征。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術提供一種，屬于產品逆向工程
技術介紹
在逆向工程領域，通常采用激光掃描儀等數據采集設備獲取產品實體模型表面的散亂點云數據，產品模型散亂點云邊界特征是產品實體表面邊界區域的采樣點，它不僅作為表達曲面的重要幾何特征，而且作為求解曲面的定義域，對產品模型曲面重建的品質和精度起著重要作用，邊界特征提取技術在逆向工程領域中的文物復原、曲面拼接、點云補洞等方面得到廣泛應用。對現有技術文獻檢索發現，李江雄在學術期刊《機械設計與制造工程》2000，·29(2)，P26-28上發表的學術論文“反求工程中復雜曲面邊界線的自動提取技術”及白仲棟等在學術期刊《機械科學與技術》2001,20 (4)，P481-483上發表的學術論文“復雜曲面反求工程中的邊界處理技術研究”中，根據產品實體原始曲面特征對散亂點云進行投影，在投影面上對投影點進行柵格劃分并根據幾何判據提取邊界點，將其還原到三維空間即可獲取邊界特征。此類方法僅適用于符合投影面特征的散亂點云，局限性大。柯映林等在學術期刊《機械工程學報》2004，9 (40)，P116-120上發表的學術論文“基于點云的邊界特征直接提取技術”中，首先以點云密度為基本參數將散亂點云的包圍盒劃分為空間柵格，通過種子邊界柵格的識別和生長算法查詢邊界柵格并從中提取邊界特征，該算法由于采用單一的點云密度無法反映散亂點云中樣點的整體分布狀況，所劃分的空間柵格可能出現部分柵格內部樣點過多或某些內部柵格為空的情況，導致所提取的邊界特征存在較多的邊界點缺失及噪聲點，此外從邊界柵格中提取邊界點的過程過于繁瑣，需要根據柵格所包含樣點分布的幾何特征區分多種邊界柵格類型，增加了算法實現的難度。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種，快速、準確提取產品模型散亂點云的邊界特征。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種，其特征在于步驟依次為1)基于R*-樹建立產品模型點云的動態空間索引結構；2)采用動態擴展空心球算法查詢目標樣點的A近鄰點集，確定包含A近鄰點集的最小空心球半徑r ；3)根據目標樣點近鄰點集的幾何特征確定其分布狀況，通過目標樣點近鄰點集的缺失情況判斷其是否為邊界點，識別點云邊界特征。為實現專利技術目的，所述的，在步驟3)中，根據目標樣點近鄰點集的幾何特征確定其分布狀況，通過目標樣點近鄰點集的缺失情況判斷其是否為邊界點，具體方法是設ζ為散亂點云中任一點，其A近鄰點集的向量集合為公=㈨拉^}，依據核密度估計公式及其梯度估計公式，提取出點集模式點的計算公式權利要求1.一種，其特征在于步驟依次為1)基于R*-樹建立產品模型散亂點云的動態空間索引結構；2)采用動態擴展空心球算法查詢目標樣點的左近鄰點集，確定包含々近鄰點集的最小空心球半徑r ；3)根據目標樣點近鄰點集的幾何特征確定其分布狀況，通過目標樣點近鄰點集的缺失情況判斷其是否為邊界點，識別點云邊界特征。2.如權利要求I所述的，其特征在于在步驟3)中，根據目標樣點近鄰點集的幾何特征確定其分布狀況，通過目標樣點近鄰點集的缺失情況判斷其是否為邊界點，具體方法是設ζ為散亂點云中任一點，其A近鄰點集的向量集合為 ，依據核密度估計公式及其梯度估計公式，提取出點集模式點的計算公式 其中，A為核函數#Cr)的帶寬，取值為包含目標樣點々近鄰點集的最小空心球半徑，函數《Cr)滿足g(r)=-A^(x),其中々Cr)為核函數#0)的輪廓函數，滿足i<||x|f) =Z(x) , F(X)為k Cr)的導數,通過計算公式獲得目標樣點k近鄰點集的模式點m Cr),計算模式點到目標樣點的距離￠/=1 kCr) - I，求解距離Or與核函數帶寬力的比值e,將e與預設閾值—比較,若e >￡■,則目標樣點為邊界點；否則目標樣點為內部點L取值范圍為O. 2 0. 3。全文摘要本專利技術提供一種，其特征在于基于R*-樹建立產品模型散亂點云的動態空間索引結構，采用動態擴展空心球算法實現目標樣點的k近鄰點集查詢，將k近鄰點集的空心球半徑作為帶寬，利用核密度估計求解k近鄰點集的模式點，計算模式點到目標樣點的距離與空心球半徑的比值，將其與給定閾值進行比較判斷目標樣點是否為邊界點，進而識別散亂點云邊界特征。采用本方法可快速、準確提取產品模型散亂點云的邊界特征。文檔編號G06F17/30GK102881015SQ201210332538公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日專利技術者孫殿柱, 史陽, 白銀來, 李聰 申請人:山東理工大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種產品模型散亂點云邊界特征提取方法，其特征在于步驟依次為：1)？基于R*？樹建立產品模型散亂點云的動態空間索引結構；2)？采用動態擴展空心球算法查詢目標樣點的k近鄰點集，確定包含k近鄰點集的最小空心球半徑r；3)根據目標樣點近鄰點集的幾何特征確定其分布狀況，通過目標樣點近鄰點集的缺失情況判斷其是否為邊界點，識別點云邊界特征。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫殿柱，史陽，白銀來，李聰，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：
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