三维物体的近似最小体积包围盒快速求解方法技术

技术编号:8271589 阅读:694 留言:0更新日期:2013-01-31 03:53
本发明专利技术提供一种三维物体的近似最小体积包围盒快速求解方法,其特征在于:对三维物体进行扫描采样获取表面点云数据,然后对物体表面点云数据进行计算求解其三维凸包及其对应的高斯球,选取O’Rourke算法中包围盒的体积函数V(ej,ek)作为遗传算法的目标函数,并根据该目标函数确定遗传算法的适应度函数以及个体的编码和解码方式,进而利用标准遗传算法求解三维物体凸包的近似最小体积包围盒。采用本方法能够有效提高三维物体的最小体积包围盒的求解效率并保证包围盒精度符合工程需求。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种三维物体的近似最小体积包围盒快速求解方法,属于计算机辅助设计领域。
技术介绍
三维物体的最小包围盒在铸造模具分型、产品包装设计、碰撞检测、图像处理和模式识别等领域具有广泛的应用。目前,常见的三维物体最小包围盒求解算法主要包括O’ Rourke算法、投影旋转法和主元分析法三类 1)O’ Rourke算法是一种基于三维物体凸包的最小包围盒求解算法,该算法能够准确 求解物体的最小包围盒,时间复杂度为0(n3); 2)投影旋转法基于“长方体的三个互相垂直面,当且仅当其面积最小时,长方体体积最小”,将三维物体的轴向包围盒分别围绕三个坐标轴旋转,确定各面最小投影矩形获得最小包围盒,但是确定某个最小面积的矩形后,包围盒围绕其它轴旋转时会改变已确定投影矩形的边长,使矩形的面积改变,所以不能同时满足包围盒三个互相垂直面的面积最小条件; 3)主元分析法利用协方差矩阵确定散乱点云的主元向量,将主元向量作为坐标轴求解散乱点云的轴向包围盒,但当散乱点云各维相关度较小时,该方法难以得到最优的主元向量,造成较大的误差。综上所述,目前尚缺乏一种能够兼顾求解效率与精度的三维物体最小体积包围盒求解方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维物体的近似最小体积包围盒快速求解方法,其特征在于包含以下步骤:1)对三维物体进行扫描采样获取表面点云数据;2)求解表面点云数据的凸包并计算凸包所对应的高斯球;3)确定遗传算法的目标函数,方法是:基于O’Rourke算法在求解三维物体凸包的最小包围盒问题上的精确性特点,选取O’Rourke算法中包围盒的体积函数V(ej,ek)作为目标函数,其中ej和ek表示凸包的任意两条边,j和k为[1,n]之间的整数,n为凸包的边数;4)确定个体的编码与解码方式,方法是:由目标函数V(ej,ek)中的决策变量可知需要对凸包的任意两条边进行组合编码,采用符号编码的方式,凸包的n条边e1,?e2,?…,?...

【技术特征摘要】
1. 一种三维物体的近似最小体积包围盒快速求解方法,其特征在于包含以下步骤1)对三维物体进行扫描采样获取表面点云数据;2)求解表面点云数据的凸包并计算凸包所对应的高斯球;3)确定遗传算法的目标函数,方法是基于O’ Rourke算法在求解三维物体凸包的最小包围盒问题上的精确性特点,选取O’ Rourke算法中包围盒的体积函数Hejr ek)作为目标函数,其中~和4表示凸包的任意两条边,J'和々为[l,n]之间的整数,η为凸包的边数;4)确定个体的编码与解码方式,方法是由目标函数ek)中的决策变量可知需要对凸包的任意两条边进行组合编码,采用符号...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙殿柱宋洋白银来李延瑞
申请(专利权)人:山东理工大学
类型:发明
国别省市:

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