一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法及装置，该方法包括：外点和内点初始化为三维点云模型的表面点；内点沿着法向量相反的方向，按照预设步长向三维点云模型的内部迭代移动，当内点与预设动态邻域的任一点的法向量夹角大于或等于预设角度时停止移动，构造出三维点云模型的骨架；根据外点与骨架上相应内点之间的第一预设距离参数以及外点与相邻的其他外点之间的第二预设距离参数构建的外点点集优化方程确定外点的最终位置，从而实现孔洞修补。本发明专利技术实施例提供的自识别的三维点云模型孔洞修补方法及装置，实现了全自动化的三维点云模型孔洞修补，提高了处理效率，并且对于任意孔洞均有较好的修补效果，提高了孔洞修补的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法及装置
本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法及装置。
技术介绍
近年来，三维扫描和三维重建技术已被广泛应用于文物修复、医疗影像、工程设计等领域。影像采集死角、物体遮挡等问题会导致模型初始采集过程中信息的丢失，而点云配准过程中的累积漂移等问题，也可能使生成的模型中存在退化三角形、孔洞等限制模型应用的缺陷。目前常用的孔洞修补算法可以分为三类：(1)基于体素的方法；(2)基于三角网格的方法；(3)基于隐式曲面拟合的方法。基于体素的方法首先将输入的模型进行体素化，即将一个网格模型变换成由离散体积(即体素)表示的模型，然后在体积空间中应用不同的方法对体模型进行孔洞修复。基于三角网格的方法利用模型中顶点、边和三角形的特征，进行孔洞识别，基于孔洞附近三角网格的特征，生成新的顶点和三角形，再对这些新生成的顶点和三角形的位置和形状进行优化。基于隐式曲面拟合的方法根据孔洞边界点，拟合一张曲面片光滑地覆盖孔洞，再通过重采样曲面实现网格孔洞修补。当前这些方法都存在着一定的缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，包括：/n对三维点云模型进行预设预处理后，计算所述三维点云模型的表面点的法向量，并将外点和内点初始化为所述三维点云模型的所述表面点；/n所述内点沿着所述法向量相反的方向，按照预设步长向所述三维点云模型的内部迭代移动，当所述内点与预设动态邻域的任一内点的法向量夹角大于或等于预设角度时停止移动，直至满足预设比例的所述内点停止移动时迭代终止，由处于最终位置的各个所述内点构造出所述三维点云模型的骨架；/n根据所述外点与所述骨架上相应所述内点之间的第一预设距离参数以及所述外点与相邻的其他所述外点之间的第二预设距离参数构建的外点点集优化方程确定所述外点...

【技术特征摘要】
1.一种自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，包括：
对三维点云模型进行预设预处理后，计算所述三维点云模型的表面点的法向量，并将外点和内点初始化为所述三维点云模型的所述表面点；
所述内点沿着所述法向量相反的方向，按照预设步长向所述三维点云模型的内部迭代移动，当所述内点与预设动态邻域的任一内点的法向量夹角大于或等于预设角度时停止移动，直至满足预设比例的所述内点停止移动时迭代终止，由处于最终位置的各个所述内点构造出所述三维点云模型的骨架；
根据所述外点与所述骨架上相应所述内点之间的第一预设距离参数以及所述外点与相邻的其他所述外点之间的第二预设距离参数构建的外点点集优化方程确定所述外点的最终位置，并且使得所述最终位置与真实值之间的误差小于预设阈值；由处于最终位置的各个所述外点形成优化后的所述三维点云模型的表面点集，从而实现孔洞修补。


2.根据权利要求1所述的自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，所述预设角度为45度。


3.根据权利要求1所述的自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，所述预设预处理包括：
对所述三维点云模型进行去噪、下采样以及将所述三维点云模型的所述表面点均匀化中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，所述预设动态邻域的任一内点为与相应所述内点的距离在点云密度的第一预设倍数内的任一内点。


5.根据权利要求4所述的自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，所述第一预设倍数为2倍。


6.根据权利要求4所述的自识别的三维点云模型孔洞修补方法，其特征在于，在所述将外点和内点初始化为所述三维点云模型的所述表面点之前，所述方法还包括获取所述点云密度；所述获取所述点云密度包括：
采用随机采样的方式，从所述三维点云模型的三维点集中选取预设第一数量的点作为特征点，利用K-D树结构遍历所述特征点并找出与每个所述特...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯慧淑，
申请(专利权)人：贝壳技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12