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一種基于Delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法及系統

文檔序號:41762888發布日期:2025-04-29 18:32閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,包括如下步驟:

2.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s100中具體包括如下步驟:根據三維激光掃描儀的原理,點云可轉換到以儀器為原點的球坐標系;參考古典微分幾何中參數曲面的思想,將球坐標系的水平角α和豎直角β作為二維直角坐標系的水平軸和豎直軸,從而將三維點云投影到二維平面上。

3.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s200中具體包括如下步驟:基于bowyer-watson法對二維平面點云進行delaunay三角化,然后投影回三維直角坐標系,實現對三維點云的二維網格劃分,形成空間二維三角網格,每個網格中包含了三個頂點以及相互之間的連接關系;具體為先由給定的點集生成一初始網格,然后依次向初始網格內加入剩余點,在原有的三角網格中找出外接圓包含新插入點的三角形,稱為新插入點的影響三角形,刪除三角形的公共邊,將新插入點與影響三角形的全部頂點連接起來生成新的三角形,并根據delaunay標準進行優化,直到所有點添加完畢;對二維點云進行delaunay三角化后,投影回三維直角坐標系下,形成空間二維三角網格,實現對三維點云的二維網格劃分。

4.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s300中具體包括如下步驟:通過公式計算每個三角網格的邊長、面積和單位法向量,設置邊長閾值小于0.5m,且三角網格的最長邊與最短邊長的比值不能超過25,刪除異常網格;

5.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s500中具體包括如下步驟:對于因遮擋關系產生的缺失問題,根據邊緣網格的連接關系,將邊界點按照所屬的邊界線分為若干個組,在這些組上角度差搜索對應點;如果對應點的平均距離小于一定的閾值,則可認為這兩個組的點構成了一對障礙物邊界與缺失邊界,其中遠離儀器的一個組為缺失邊界,則查找到缺失部位的邊界點。

6.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s600中具體包括如下步驟:根據三維激光掃描儀的掃描原理,點云的獲取是基于球坐標系進行的,且儀器發射激光時的角度不受到目標物體的影響,只與儀器自身的狀態有關;球坐標系有三個參數,水平角α、豎直角β和距離s,當忽視s時則點云在球坐標系下成為一個密度均勻的球面,根據掃描分辨率在球面上的缺失部位進行插值,完成對缺失部位點的初步填充。

7.根據權利要求1所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法,其特征在于,所述步驟s700中具體包括如下步驟:

8.一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升系統,其特征在于,包括二維轉化模塊,用于將三維直角坐標系下的點云轉化到球坐標系下,然后投影到二維的平面坐標系上,形成二維平面點云;

9.根據權利要求8所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升系統,其特征在于,所述異常剔除模塊中通過公式計算每個三角網格的邊長、面積和單位法向量,設置邊長閾值小于0.5m,且三角網格的最長邊與最短邊長的比值不能超過25,刪除異常網格;

10.根據權利要求8所述的一種基于delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升系統,其特征在于,所述修正模塊中建立局部坐標系:


技術總結
本發明公開了一種基于Delaunay三角和曲率最小的點云完整性提升方法及系統,包括如下步驟:將三維直角坐標系下的點云轉化到球坐標系下,然后投影到二維的平面坐標系上,形成二維平面點云;進行Delaunay三角化,然后投影回三維直角坐標系下,形成空間二維三角網格;計算每個三角網格的邊長、面積和單位法向量,根據邊長剔除異常的三角網格;根據三角網格邊的拓撲關系來查找點云的邊界點;根據邊界點的對應關系查找缺失部位的邊界點;在缺失部位基于球面投影填充若干點;計算填充點的曲率,迭代使得曲率最小來修正填充點的位置。本發明能夠有效地檢測點云的邊界點,生成填充點并對缺失部位進行修補,以提高點云的完整性和準確性。

技術研發人員:熊文,馮曉楠,劉朵,胡楷文,謝俊賢,張建東,閆暢
受保護的技術使用者:東南大學
技術研發日:
技術公布日:2025/4/28
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