[发明专利]一种由点云直接重建三维曲面的方法

权利要求书

1.一种由点云直接重建三维曲面的方法，其特征在于，包括：

步骤A：输入可能带有噪声和异常值的点云数据P和需要重建曲面的顶点个数m；

步骤B：初始化字典矩阵V和初始化连接矩阵B；

步骤C：迭代地更新字典矩阵V和连接矩阵B，直到收敛：

步骤D：输出重建的三角形网格，完成三维曲面的重建。

2.根据权利要求1所述的由点云直接重建三维曲面的方法，其特征在于，步骤B中所述初始化字典矩阵V是以现有的点云采样方法将输入点云数据P采样为m个点，具体包括：对输入的点云数据P进行重采样，使得采样后点云数目为m，以此作为初始字典矩阵V。

3.根据权利要求2所述的由点云直接重建三维曲面的方法，其特征在于，步骤B中所述现有的点云采样方法为泊松圆盘采样法、变密度圆盘采样法、随机采样法或边感知的点云重采样方法。

4.根据权利要求1所述的由点云直接重建三维曲面的方法，其特征在于，步骤B中所述初始化连接矩阵B是根据定义的投影能量准则和流形约束准则，以重采样后的点云数据P构造三角网格，以此作为初始连接矩阵B，具体包括：

初始化一个网格M，对于点云数据P中点p_i，在字典矩阵V中寻找距离它最近的k个点来构造一个三角形集合T(p_i)，其中10≤k≤15，该三角形集合T(p_i)最多含有个三角形；将该三角形集合T(p_i)中具有最小投影能量的三角形加入该网格M中，若更新之后的网格M仍然是流形，则该三角形就是采样点p_i的初始对应三角形，否则继续从剩下的三角形中选取具有最小能量的三角形，重复此操作直到该三角形集合为空或者更新之后的网格M仍然是流形；一旦选择好三角形，连接矩阵B的列向量b_i将通过求解如下式进行子初始化：

d(pi,f)=||pi-pi′||=minα+β+γ=1α,β,γ≥0||pi-(αvr+βvs+γvt)||]]>

这里p′_i＝α^*v_r+β^*v_s+γ^*v_t是p_i到三角形f的投影点，(α^*，β^*，γ^*)是对应于f的重心坐标。