[发明专利]一种点云法线估算新方法

权利要求书

1.一种点云法线估算新方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

以点云数据中某一确定的数据点p₀作为初始测地路径的起点，找出p₀的k最近邻点集k_NN(p₀)，从k_NN(p₀)中选择一数据点p_i，其中，1≤i≤k，查找p_i的k最近邻点集k_NN(p_i)，从k_NN(p_i)中选择一数据点p_i＇作为初始测地路径的终点，由此确定初始测地路径p₀→p_i→p_i＇；

对所述初始测地路径进行网格非均匀划分和计算，得到若干条测地路径，每条测地路径上点的数量大于3；

根据最小二乘法将各测地路径上所有的点进行拟合，分别得到对应各测地路径的若干个拟合平面，计算各测地路径上除起点和终点之外的其他点到对应拟合平面的距离之和，由此得到若干个距离之和，将最小距离之和所对应的测地路径作为选定测地路径；

拟合选定测地路径上各点主法方向，找到拟合法平面，将选定测地路径起点的主法向量投影到所述拟合法平面上，得到起点的近似法线。

2.根据权利要求1所述的点云法线估算新方法，其特征在于，所述p₀和p_i＇之间的距离≤2d_i+d_k，其中，d_i为p₀和p_i之间的距离，d_k为p₀最近邻点集所在球面的半径。

3.根据权利要求1所述的点云法线估算新方法，其特征在于，在所述找出点p₀的k最近邻点集k_NN(p₀)的过程中，同时也将可能是点p_i的最近邻点搜索出来，以缩小k_NN(p_i)的搜索范围。

4.根据权利要求1所述的点云法线估算新方法，其特征在于，所述找出p₀的k最近邻点集k_NN(p₀)的步骤包括：在搜索k_NN(p₀)过程中，不断比较点p_i与p₀之间距离d(p₀,p_i)，直至d(p₀,p_i-1)＞2d_i-1+d_k且d(p₀,p_i)≤2d_i+d_k时停止搜索，其中，d_i为p₀和p_i-1之间的距离，d_i为p₀和p_i之间的距离，d_k为p₀最近邻点集所在球面的半径。

5.根据权利要求1所述的点云法线估算新方法，其特征在于，与k_NN(p_i)中的其它点相比，由所述p′_i与p₀、p_i构成的角∠p₀p_ip_i＇最接近π或等于π。

6.根据权利要求1所述的点云法线估算新方法，其特征在于，所述拟合选定测地路径上各点主法方向，找到拟合法平面的步骤包括：将各点主法向量平移到同一个坐标点，并分别向所述选定测地路径的拟合平面投影，最小化各主法向量与投影向量之间的夹角和，由此得到拟合法平面。