实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法技术

本发明专利技术针对实物表面采样数据的特征识别结果存在噪声及特征遗漏问题，提出一种实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法，属于产品逆向工程技术领域。基于点云局部中轴对样点的隔离作用，剔除样点欧氏邻域内的非测地邻域点，为实物表面构造优化的局部样本模型。析取局部离散样本中的准共法截线点对集合，构造实物表面的局部形貌标架。基于标架夹角的差异性，对实物表面样本形貌进行量化分析，区分平滑、边界、棱边及尖角等特征区域，实现对中心样点属性的稳健判别。本发明专利技术适用于不同密度的采样点云，能够显著降低点云特征识别结果中的噪声点规模，且能有效减少特征遗漏现象。象。象。

【技术实现步骤摘要】
实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法


[0001]本专利技术提供一种实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法，属于产品逆向工程


技术介绍

[0002]在逆向工程领域，从实物表面采样数据中识别尖锐棱角、边界等特征区域的样点,是点云精简、微分几何量估计、曲面拓扑重建及几何重建等过程的重要基础，对该问题的研究长期以来深受关注。
[0003]对现有技术文献检索发现，王丽辉等在学术期刊《信号处理》2011,27(6):932-938发表的论文“三维实物表面采样数据模型的特征点检测”以目标点曲率、法向夹角、邻域点的距离为基础设定特征参数，利用特征阈值提取特征点。同样基于曲率分析的还有庞旭芳等在学术期刊《自动化学报》2010,36(8):1073-1083发表的论文“点云模型谷脊特征的提取与增强方法”，其利用目标点局部拟合多项式计算主曲率与主方向信息，利用较大的主曲率标记潜在特征点，提升了特征识别鲁棒性。多尺度特征提取方法也是一个重要分支，PAULY等在期刊《Computer Graphics Forum》2003,22(3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法，其特征在于依次包含以下步骤：(1)设p为实物表面采样点集Α中任意一点，V(p)为p及其邻近样点构成的实物表面局部样本，计算p的Voronoi极点M(p)；(2)剔除M(p)中无穷远点及冗余点构造实效中轴A
*
(p)；(3)利用A
*
(p)剔除V(p)中的非测地邻域点；(4)析取V(p)的准共法截线点对F(p)；(5)根据F(p)构造p点的局部点云形貌标架D
is
(p)并识别p点所处区域的形貌特征。2.如权利要求1所述的一种实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法，其特征在于：步骤(2)中，剔除M(p)中无穷远点及冗余点构造效中轴A
*
(p)，具体步骤为：1)剔除M(p)中的无穷远点；2)设为M(p)的均值点，o
i
∈V(p)，n为V(p)中的样点数量，构造M(p)的协方差矩阵C(p)，3)对C(p)进行特征值分解，若λ1＝0且λ2λ3＞0，则对M(p)进行平面逼近，获得实效中轴A
*
(p)，否则转步骤4)；4)对M(p)进行聚类数目k＝2的k均值聚类，获得聚类结果M1(p)、M2(p)；5)对M1(p)、M2(p)进行平面逼近，获得待定中轴面A1(p)、A2(p)；6)将V(p)向A1(p)、A2(p)投影，设最小投影距离为d1、d2，阈值为ε，当d
l
＜ε(l＝1,2)时，剔除M(p)中的M
l
(p)，对M(p)进行平面逼近，获得实效中轴A
*
(p)。3.如权利要求1所述的一种实物表面采样数据局部形貌标架量化及特征识别方法，其特征在于：步骤(3)中，利用A
*
(p)剔除V(p)中的非测地邻域点，其具体步骤为：1)任取A
*
(p)上一点t，计算A
*
(p)的法向量f，求解向量t
p
与f的点积n
l
；2)j
←
1，q
j
∈V(p)；3)计算点q
j
到点t的向量q
jt
与f的点积n
j
；4)判断n
l
与n
j
的符号差异性，若两者异号，则q
j
与p位于中轴异侧，将q
j
作为杂点删除，否则q
j
与p位于中轴同侧，将其作为测地邻域点保留；5)j
←
j+1；6)重复步骤2)到步骤5)，直至V(p)内所有样点处理完毕，将V(p)剩余样点作为局部样本输出。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙殿柱，林伟，贾宗福，李延瑞，沈江华，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：