[发明专利]点云到点云的最近距离计算系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种距离计算系统及方法。

背景技术

近年来，随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，其在量测系统中被大量的引入。做法一般是使用点云获取装置获取物体的点云(即由多个三维离散点组成的点的集合)，而后将点云数据输入计算机，执行相应软件对点云数据进行各种处理，比如最优匹配、碰撞检测、逆向工程等。

在对点云的各种处理中，经常要进行距离计算，如计算点云到点云的最近距离。传统的计算最近距离的方法通常是计算一个点云中的所有点与另一个点云中的所有点的距离，从中找到最近距离。而点云数据一般密度较大，通常有数十万、上百万、甚至上千万，因此，按照传统的方法计算点云到点云的最近距离需要很大的计算量，导致运算速度缓慢。

因此，需要一种距离计算系统及方法，能够快速方便地计算点云到点云的最近距离。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种点云到点云的最近距离计算系统，其可快速地计算杂乱点云到杂乱点云的最近距离。

鉴于以上内容，还有必要提供一种点云到点云的最近距离计算方法，其可快速地计算杂乱点云到杂乱点云的最近距离。

一种点云到点云的最近距离计算系统，该系统包括计算机及存储单元。所述计算机包括：接收模块，用于从所述存储单元中接收点云数据，所述点云数据包括一组移动点云及一组参考点云；包围盒构造模块，用于为所述的参考点云构造包围盒；选择模块，用于遍历移动点云中的点，从中选择一个未进行过距离计算的点；及最近距离计算模块，用于根据上述对参考点云构造的包围盒，寻找距离上述选择的点最近的若干个单元包围盒，通过计算该点与该若干个单元包围盒中的所有点的距离，得到该点到参考点云的最近距离，以及该最近距离所对应的参考点云中的最近点。

一种点云到点云的最近距离计算方法，该方法包括：(a)接收点云数据，所述点云数据包括一组移动点云及一组参考点云；(b)为所述参考点云构造包围盒；(c)遍历移动点云中的点，从中选择一个未进行过距离计算的点；(d)根据上述对参考点云构造的包围盒，寻找距离上述选择的点最近的若干个单元包围盒，通过计算该点与该若干个单元包围盒中的所有点的距离，得到该点到参考点云的最近距离，以及该最近距离所对应的参考点云中的最近点；及重复步骤(c)至(d)，直到该移动点云中的所有点都进行过距离计算。

利用本发明所提供的系统及方法，采用了构造包围盒的方法，计算点云到点云的最近距离，极大地减少了计算量，提高了运行速度。

附图说明

图1是本发明点云到点云的最近距离计算系统较佳实施例的硬件架构图。

图2是图1中主机的功能模块图。

图3是本发明第一较佳实施例点云到点云的最近距离计算方法的实施流程图。

图4是图3中步骤S11对参考点云构造包围盒的具体流程图。

图5是图3中步骤S13计算一点到参考点云最近距离的具体流程图。

图6是本发明第二较佳实施例点云到自由曲面最近距离计算方法的实施流程图。

图7是本发明第三较佳实施例自由曲面到自由曲面最近距离计算方法的实施流程图。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明点云到点云的最近距离计算系统较佳实施例的硬件架构图。该系统主要包括一台计算机，该计算机包括显示器1、主机2、键盘3及鼠标4。所述主机2连接有存储单元5。

所述存储单元5可以用于存储多组点云数据以及在计算点云到点云的最近距离时所产生的各种数据。

所述主机2连接于存储单元5，用于从存储单元5中接收点云数据，并根据接收的点云数据，计算点云到点云的最近距离。

所述显示器1连接于所述主机2，用于提供用户图形界面，该图形界面能够显示主机2接收的点云数据所组成的图像，并可以时时显示对点云的处理结果。

所述键盘3及鼠标4连接于主机2，主要用作在计算点云到点云的最近距离时的输入、输出设备。

如图2所示，是图1所示主机2的功能模块图。所述主机2主要包括接收模块20、包围盒构造模块21、选择模块22、最近距离计算模块23、存储模块24及判断模块25。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此在本发明以下对软件描述中都以模块描述。

所述接收模块20主要用于从所述存储单元5中接收点云数据。本实施例中，接收模块20从所述存储单元5中接收两组点云数据，其中一组点云可以称为移动点云，另一组点云可以称为参考点云。