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点云模型的法矢和曲率的精确计算方法

机械设计与制造 2005年第6期 8-9页

作者：黄宇婷北京工业职业技术学院机电工程系北京100042

离散点云模型的法矢计算是反求工程中非常重要的一个环节。这里采用了两步修正的方法来进行计算。首先,对离散点云进行三角剖分,按照角度计算权因子来初步估计法矢。然后,采用最小二乘进行二次曲面拟合进行修正。在最后给了两个计算例... 详细信息

离散点云模型的法矢计算是反求工程中非常重要的一个环节。这里采用了两步修正的方法来进行计算。首先,对离散点云进行三角剖分,按照角度计算权因子来初步估计法矢。然后,采用最小二乘进行二次曲面拟合进行修正。在最后给了两个计算例子。从例子可以看出此算法是有效的。

关键词：点云法矢反求工程

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基于法矢信息的点云特征提取技术的研究

基于法矢信息的点云特征提取技术的研究

作者：周玉莲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在工业零件的反求工程（Reverse Engineering）中，点云数据特征提取是模型重建的一个重要环节。随着数字扫描技术和计算机技术的飞速发展，三维点云模型已被广泛应用于逆向工程、模式识别和计算机图形学等领域，其中点云特征提取技术... 详细信息

在工业零件的反求工程（Reverse Engineering）中，点云数据特征提取是模型重建的一个重要环节。随着数字扫描技术和计算机技术的飞速发展，三维点云模型已被广泛应用于逆向工程、模式识别和计算机图形学等领域，其中点云特征提取技术是国内外众多学者十分感兴趣的一个研究方向。本文的目的是研究一种基于法矢信息的点云特征提取方法。通过激光扫描仪或数字化设备生成的数据是非常庞大的。为了缩短数据处理的时间，首先采用八叉树方法对点云数据进行空间划分，将点云包围在不同的立方体包围盒中。其次，在候选点所在立方体及周围立方体中实现点云中任意一点的k个近邻点的搜寻。然后利用最小二乘二次曲面局部拟合近邻点，将利用微分几何知识求得的候选点在拟合曲面的法矢作为该点的估计法矢。最后利用每个点法矢与邻近点法矢之间的夹角变化，识别出点云数据中的特征点。利用识别出的特征点，可将点云数据分割成点云面片，再对点云面片进行曲面重建，可获得点云零件的CAD模型。在Matlab环境中利用本文提出的特征提取技术，实现点云特征提取的实验，并使用实际点云验证了该算法的实效性。

关键词：逆向工程点云特征提取法矢

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基于离散数据点和法矢的曲线重构算法

基于离散数据点和法矢的曲线重构算法

作者：郭明阳大连理工大学

学位级别：硕士

在很多实际问题中,需要构造满足一定流场或动力学约束条件的曲线,其中一个核心问题可转化为基于离散数据点和法矢的曲线重构问题.此类问题的主要难点在于需要同时考虑离散数据点的拟合误差和法矢约束条件的误差,而且是不适定问题,导致... 详细信息

在很多实际问题中,需要构造满足一定流场或动力学约束条件的曲线,其中一个核心问题可转化为基于离散数据点和法矢的曲线重构问题.此类问题的主要难点在于需要同时考虑离散数据点的拟合误差和法矢约束条件的误差,而且是不适定问题,导致曲线重构结果受数据噪音影响很大.本文提出了一个利用B样条,基于离散数据点和法矢的曲线重构算法.通过添加法矢约束条件,本方法可以在数据点噪音较大时依然保持较好的拟合结果.这一方法包含四个环节:离散点参数化、B样条主导点选取、节点向量确定及同时包括数据点误差和法矢误差的最小二乘拟合.本文提出的方法除节点向量确定环节外均与以往方法有所区别.由此我们将B样条拟合问题转化为三个子问题.利用法矢信息得到更精确的参数化、在曲线变化较大处适当安排更多节点并利用de Boor方法选取平衡数据点拟合误差和法矢约束误差的权系数,简化算法计算,本方法能够自适应地得到B样条重构结果.在给定数据集噪音较大时,相较于其他方法,本方法重构的B样条曲线能够较好地保持原曲线的几何特征.

关键词：曲线重构曲线拟合法矢 B样条正则化

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基于法矢的散乱数据边界特征点自动提取算法

机械设计与制造 2006年第11期 134-136页

作者：孙肖霞孙殿柱李延瑞范志先山东理工大学机械工程学院淄博255049

提出了一种基于翼边法矢的边界特征提取算法。在波前扩展算法中,采用了新的节点搜寻和波前更新方法,在波前扩展的同时计算波前边的两翼法矢夹角,根据网格边两翼法矢夹角识别出边界特征点。应用实例证明:该算法可行、有效,为复杂曲面特... 详细信息

提出了一种基于翼边法矢的边界特征提取算法。在波前扩展算法中,采用了新的节点搜寻和波前更新方法,在波前扩展的同时计算波前边的两翼法矢夹角,根据网格边两翼法矢夹角识别出边界特征点。应用实例证明:该算法可行、有效,为复杂曲面特征曲线的构建奠定了基础。

关键词：散乱数据波前扩展法矢边界特征提取

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基于法矢提取特征点的改进算法

江西理工大学学报 2019年第3期40卷 103-109页

作者：吴光荣徐昌荣许宁张展鹏江西理工大学建筑与测绘工程学院

针对传统利用法矢向量(简称法矢)求特征点方法存在精度不高、受噪声数据点(简称噪点)影响大等问题,提出一种改进的利用法矢求特征点的方法.该算法首先通过八叉树划分点云,充分考虑邻域内点的个数,并且及时剔除噪点,快速准确实现邻域搜索... 详细信息

针对传统利用法矢向量(简称法矢)求特征点方法存在精度不高、受噪声数据点(简称噪点)影响大等问题,提出一种改进的利用法矢求特征点的方法.该算法首先通过八叉树划分点云,充分考虑邻域内点的个数,并且及时剔除噪点,快速准确实现邻域搜索;然后用正交最小二乘拟合曲面,并进一步剔除邻域中的异常值求得曲面法矢,以拟合曲面法矢代替点法矢;最后根据相邻法矢夹角的大小提取特征点.通过在不同阈值下的提取实验以及对比实验表明,文中算法提取特征点时更加稳健,提高了点云特征提取的准确性.

关键词：法矢特征点正交最小二乘

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浅析空间曲线的法矢形成的曲面

工程图学丛刊 1994年第1期 51-56页

作者：尹常治

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基于法矢控制的B样条曲面逼近的PIA方法

计算机系统应用 2015年第6期24卷 100-107页

作者：黄丽琴潘日晶林传銮陈青福建师范大学数学与计算机科学学院福州350007

提出了一种基于法矢控制的B样条曲面逼近的渐进迭代逼近(PIA)算法.一方面该方法将离散数据点的切失、曲率、法矢等几何特征充分应用到离散数据点的逼近问题上,利用数据点两个方向的切矢构造出数据点的法矢约束来控制逼近曲面形状,相比... 详细信息

提出了一种基于法矢控制的B样条曲面逼近的渐进迭代逼近(PIA)算法.一方面该方法将离散数据点的切失、曲率、法矢等几何特征充分应用到离散数据点的逼近问题上,利用数据点两个方向的切矢构造出数据点的法矢约束来控制逼近曲面形状,相比于无法矢控制的B样条曲面逼近的渐进迭代逼近(PIA)方法,逼近曲面更光顺,可获得更好的逼近效果.另一方面由于该算法选取主特征点作为控制顶点,所以允许在曲面拟合中控制顶点的数目小于数据点的数目.而且PIA算法的每次迭代过程中的各个步骤都是独立的,很容易被应用到并行计算上,可提高计算效率.本文还给出了一些实例来验证该算法的有效性.

关键词：渐进迭代逼近 B样条曲面主特征点切矢法矢调整差向量曲率

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基于最小二乘法平面拟合的点云法矢算法

空军预警学院学报 2016年第1期30卷 41-43,48页

作者：曹诗卉亓迎川空军预警学院武汉430019

为获取更加精确的点云特征参数,优化算法的计算复杂度,提出了一种基于最小二乘法平面拟合的点云法矢算法.首先,利用平面拟合的方式对点云数据的表面法矢向量进行提取,同时通过对平面误差的最小值优化,简化了平面拟合计算的复杂度;然后... 详细信息

为获取更加精确的点云特征参数,优化算法的计算复杂度,提出了一种基于最小二乘法平面拟合的点云法矢算法.首先,利用平面拟合的方式对点云数据的表面法矢向量进行提取,同时通过对平面误差的最小值优化,简化了平面拟合计算的复杂度;然后在拓扑结构上拟合出最小二乘法下的切平面,从而估算点云的表面法矢向量;最后对该算法计算复杂度进行了仿真计算.计算结果表明,该估算算法优化了最小二乘拟合法计算的空间复杂度,能适用于对精度要求较高的应用环境.

关键词：点云数据平面拟合法矢计算复杂度

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基于点云法矢变化的点云简化方法研究

计算机与数字工程 2011年第12期39卷 20-22页

作者：张晶杨云生丰少伟海军工程大学武汉430033

为了提高实体反求的效率,提出一种点云快速简化方法。该方法基于空间六面体栅格分割点云,依据栅格的拓扑结构搜寻测量点的邻域点,并采用一种三角面片的加权算法估算出每个测量点的法矢,并由此计算出每一个测量点到微切平面的距离,通过... 详细信息

为了提高实体反求的效率,提出一种点云快速简化方法。该方法基于空间六面体栅格分割点云,依据栅格的拓扑结构搜寻测量点的邻域点,并采用一种三角面片的加权算法估算出每个测量点的法矢,并由此计算出每一个测量点到微切平面的距离,通过设置相应的法矢角度及距离阈值来对点云进行简化。实验表明该方法能够明显提高数据简化的效率。

关键词：反求工程点云栅格划分法矢