[发明专利]一种基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法

说明书

本发明公开了一种基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法，以三维激光扫描、水下多波束等方式采集的点云数据为基础，按照贪婪三角投影法构建点云三维模型，但是这种模型构建优劣受点云相对稀疏程度影响较大，三维模型上往往会产生很多模型孔洞，因此，为了提高点云贪婪三角投影构建模型的精细化程度，必须要能够快速自动化的找到存在孔洞的区域，同时还要能够用优化的算法来将孔洞修补完整，这样完整且精细化程度较高的三维模型才能发挥它的价值，为后续的点云分析工作提供可靠的保证。

技术领域

本发明涉及基础测绘数据处理技术领域，具体的说，是基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法。属于三维激光扫描、水下多波束等方式采集的点云数据后续数据处理的基础工作，对深层次的点云数据分析的精度、可靠性和应用有重要意义。

背景技术

点云贪婪三角投影构建模型是指采用三维激光扫描、水下多波束等方式采集的点云数据，采用贪婪三角投影法构建出的三维模型，但是这种模型构建优劣受点云相对稀疏程度影响较大，三维模型上往往会产生很多模型孔洞，因此，为了提高点云贪婪三角投影构建模型的精细化程度，必须要能够快速自动化的找到存在孔洞的区域，同时还要能够用优化的算法来将孔洞修补完整，这样的模型才能发挥它的价值，为后续的点云分析工作提供可靠的保证。

点云贪婪三角投影构建模型的孔洞识别和修补是后续点云数据处理和分析的重要基础，有利于提高后期其它分析功能的精度、可靠性，对构建精细化程度较高的三维模型也有重要的作用，因此对于这方面的研究有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法，包括以下步骤：

步骤(1)使用改进的三角形单边法识别模型孔洞：以三维激光扫描、水下多波束等方式采集的点云数据的贪婪三角投影构建模型为基础，加载它的贪婪三角投影法构建的模型并识别出整个构建模型所有的空洞边界线；整个面模型是由很多个三角形构成的三角网，而孔洞区域投影到空间平面是一个多边形，这个多边形的每一条边只对应了一个三角形，无法构成三角网，则这个区域为孔洞，进一步根据这个特质就判断出外部边界线和内部孔洞；

步骤(2)修补孔洞：对于找到的孔洞边界，需要进行分类，按照空间距离的划分逐一区分出一个个的孔洞，对于每个孔洞边界线，按照最小二乘法建立一个最优平面，再投影到该平面上，然后在孔洞投影边界平面上按照拟合插值的方式均匀插点，最后将这些点反算到实际的孔洞区域并构建局部的三角网，即可完成修补；

步骤(3)显示修补好的完整模型：根据前面的两个步骤，找到模型上所有的孔洞区域，并且完成了修补的工作，最后我们要把这些结果采用VTK的方式呈现出来，实现可视化和人工交互操作；

使用步骤(1)的方法，遍历循环整个模型三角网识别出整个构建模型上的空洞边界线，然后重复步骤(2)和(3)完成所有孔洞修补。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明提供的一种基于点云贪婪三角投影构建模型的孔洞检测和修补方法，模型孔洞边界线识别和修补是后续点云数据处理和分析的重要基础，有利于提高后期其它分析功能的精度、可靠性，对点云构建精细化程度较高的三维模型也有重要的作用，因此对于这方面的研究有重要意义。本发明就是从这个角度出发解决问题，整个过程全自动化，无需人工干预，效率很高，识别正确率达到约98％以上，对于点云数据处理和分析应用有较好的效果和推进作用。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为采用本发明对兔子点云查找到的孔洞边界线(点云上显示)；

图3为采用本发明对兔子点云查找到的孔洞边界线(模型上显示)；