針對使用切片技術提取的點云截面數據點的多輪廓排序問題,提出了一種簡便有效的算法.該算法分為兩步,首先通過最近鄰域搜索,根據距離閾值依次生成各個輪廓的閉合多邊形,完成多輪廓截面數據點的粗排序和輪廓分離,然后將剩余數據點依照最小夾角原則插入到相應的輪廓閉合多邊形中,達成截面數據點的精確排序.實驗證明,該算法可對逆向工程中各種復雜的截面數據點實現精確排序和輪廓分離,將無序數據點轉化為有序數據點,排序結果穩(wěn)定、準確. 

【文章來源】：河南科學. 2019,37(06)

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

最近點搜索算法錯誤情況Fig.1Errorconditionofrecentpointsearchalgorithm.

引用格式：付敬帥，李斌.基于點云截面數據點的多輪廓排序算法［J］.河南科學，2019，37（6）：933-937.輪廓點Pi的最近鄰域搜索如圖2所示，點Pi的最近點是點Pd，以r為半徑的最近鄰域內有兩個剩余點Pi+1和Pd.因為逆時針方向掃描到的第一個剩余點是Pi+1，則選擇點Pi+1為下一個輪廓點，未選中的剩余點Pd轉化為待定點.待定點在最近鄰域搜索算法結束后，會全部轉化為剩余點，且剩余點沒有參與到輪廓閉合多邊形的生成.因此稱最近鄰域搜索為粗排序，之后還需要將剩余點插入到輪廓閉合多邊形的合適位置，進行精確排序.在算法的具體實現中，將逆時針方向掃描轉化為求解向量夾角問題，以Pi-1、Pi、Pi+1三點為例（見圖3），將PiPi-1記為向量a，將PiPi+1記為向量b.設向量a=(a)x,ay，向量b=(b)x,by，則可以通過向量的點積公式（式（2））計算得到向量a和b之間的夾角θ.ab=||a||bcosθ=axbx+ayby，（2）但計算得到的夾角θ沒有方向，取值范圍為0~180°，還需要判斷向量a到向量b是逆時針方向還是順時針方向，方向通過向量的叉積公式（式（3））進行判斷.a||×b=a||xby-aybx，（3）若式（3）中的axby-aybx結果是正數，說明向量a到b是逆時針方向，向量a到b的逆時針夾角為θ；結果是負數，說明向量a到b是順時針方向，則向量a到b的逆時針夾角為2p-θ；結果是0，則說明向量a和b共線.1.2粗?

圖3兩個間隔極近的內輪廓與外輪廓Fig.3Twocloselyspacedinnerandoutercontours（3）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不規(guī)則體體積計算三維激光點云切片法[J]. 李斌,魏俊博,馬博超,王璐,徐明霞.  測繪學報. 2019(01)
[2]基于激光三維點云的機械工件識別方法[J]. 薛珊,呂南方,沈雨鷹,劉正彬,郭建波.  紅外與激光工程. 2019(04)
[3]基于點云數據的逆向工程技術研究綜述[J]. 王鑫龍,孫文磊,張建杰,黃勇,黃海博.  制造技術與機床. 2018(02)
[4]網格關聯的四叉樹索引點云排序方法[J]. 張俐,李承文.  圖學學報. 2017(03)
[5]無序三維點云重建技術研究[J]. 龔珍,胡友健,董恒,黎華.  測繪通報. 2016(09)
[6]三維超聲掃查點云截面數據點的插值方法[J]. 陸旺,芮執(zhí)元,魏麗娜,剡昌鋒.  計算機工程與設計. 2016(08)
[7]工業(yè)產品的逆向工程技術及應用[J]. 李慶,邢志勇.  重慶文理學院學報(社會科學版). 2016(02)
[8]三維光學掃描技術逆向工程應用研究[J]. 張德海,李艷芹,謝貴重,楊勇,王良文.  應用光學. 2015(04)
[9]基于形態(tài)學的散亂點云輪廓特征線提取[J]. 程效軍,方芳.  同濟大學學報(自然科學版). 2014(11)
[10]基于逆向工程的產品交互式虛擬展示研究[J]. 周亞男,葛正浩,袁泥娟.  包裝工程. 2011(12)



本文編號：3554510