[发明专利]一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法

权利要求书

1.一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、按照线状分布的二维点集的宽度D设置半径R；

S2、针对二维点集中的每一个点计算以该点本身为圆心、R为半径的圆中落入的点数M；

S3、对每个点的点数M进行排序，取点数M最大的点作为第一节点N_i，其中i为正整数；

S4、以N_i作为圆心，以R和3R分别作为内半径和外半径得到圆环，得到所有落入圆环内的点记为点集S；

S5、对点集S中的每个点计算以该点本身为圆心、R为半径的圆中落入的点数M_N；

S6、对每个点的点数M_N进行排序，记M_max为所有M_N的最大值，若M_max大于或等于设定的阈值M_T，则取M_max对应的点作为下一个节点N_i+1；

S7、重新以N_i+1作为圆心，重复步骤S4～S6获取下一个节点，直至M_max小于设定的阈值M_T，依次连接所有的节点形成线段；

在每次找到下一个节点之后，建立以N_i和N_i+1的连线为长度，2R为宽度的矩形缓冲区，N_i和N_i+1分别为矩形长边的中点，删除缓冲区域内的所有二维点；

S8、计算线段中除第一节点和最后一个节点外的中间节点与其相邻两个节点所形成的夹角α_j，并且根据夹角α_j对除第一节点和最后一个节点外的中间节点进行分类，分为直角节点、共线节点和一般节点；

S9、根据中间节点的分类结果按照其对应的条件进行平差求解，重新连接平差后的各个节点形成优化后的线段，构成线型轮廓。

2.根据权利要求1所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，所述的半径R大于二维点集的宽度D。

3.根据权利要求1所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，对分类后的节点进行分区，将两个一般节点之间作为一个平差边界，若两个一般节点之间存在直角节点或共线节点，则这些直角节点或共线节点形成一个平差分区单元，然后在每个平差分区单元内按照相应的平差条件独立求解。

4.根据权利要求1所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，计算节点N_j与其前一节点N_j-1和后一节点N_j+1所形成的夹角α_j的计算表达式为：

其中，节点N_j、N_j-1和N_j+1分别由二维坐标(x_j，y_j)、(x_j-1，y_j-1)和(x_j+1，y_j+1)表示。

5.根据权利要求4所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，所述的分类条件为：

其中，α_T为设置的角度阈值。

6.根据权利要求5所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，所述的步骤S9中，直角节点对应的平差条件方程为：

w_V＝-(y_j-y_j-1)(y_j+1-y_j)-(x_j-x_j-1)(x_j+1-x_j-1)

其中，w_V为平差条件方程的闭合差，V为各节点的坐标改正值。

7.根据权利要求5所述的一种从二维无序点集优化提取几何线形轮廓的方法，其特征在于，所述的步骤S9中，共线节点对应的平差条件方程为：

w_P＝(x_j-x_j-1)(y_j+1-y_j)-(x_j+1-x_j)(y_j-y_j-1)

其中，w_P为平差共线条件方程的闭合差，V为各节点的坐标改正值。