[发明专利]参数曲面模拟点云生成方法

权利要求书

1.一种用于电子计算机的参数曲面模拟点云生成方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)输入参数曲面方程函数f(u，v)、g(u，v)、h(u，v)，参数速度函数s(u，v)和参数区域Ω＝[a，b]×[c，d]，其中曲面方程函数的输入形式是3个函数指针，参数速度函数的输入形式是1个函数指针，参数区域的输入形式是4个浮点数；再输入点云的规格参数：法向标准差σ、截尾倍数λ和点数N；

(2)取参数速度函数s(u，v)在区域Ω上的上限H；

(3)产生[a，b]×[c，d]×[0，H]内随机点(u，v，w)；

(4)计算s(u，v)和P＝(f(u，v)，g(u，v)，h(u，v))，若s(u，v)＞w，回到步骤(3)；

(5)产生服从标准三元正态分布、满足||r||≤λ的点r＝(Δx，Δy，Δz)；

(6)将点P+σr＝(f(u，v)+σΔx，g(u，v)+σΔy，h(u，v)+σΔz)加入点云；

(7)若点云的点数不足N，回到步骤(3)继续，否则结束。

2.如权利要求1所述的点云生成方法，其特征在于，步骤(5)中点(Δx，Δy，Δz)的产生方法包含如下步骤：

(5.1)取[0，λ]内均匀分布随机变量的一个浮点数k；

(5.2)在区间[0，1]中取随机数v，若v＞ψ_0，1(k)，回到(5.1)，其中ψ_0，1(x)为标准正态分布密度函数的指数函数部分；

(5.3)反复产生[-1，1]×[-1，1]×[-1，1]内随机点(x，y，z)，直至符合0＜x²+y²+z²≤1；

(5.4)令其中

3.如权利要求1或权利要求2所述的点云生成方法，其特征在于，步骤(2)中取参数速度上限H的方法是：

(2.1)在区域Ω中均匀采样(n+1)²个二维点P_i＝(x，y)，其中x分别取值y分别取值n为采样常数，10≤n≤30；

(2.2)计算所有采样点P_i处的参数速度s(x，y)；

(2.3)取以上(n+1)²个参数速度的最大值的q倍作为所述上限H，1.5≤q≤3.0。

4.如权利要求1或权利要求2所述的点云生成方法，其特征在于，[x₁，x₂]×[y₁，y₂]×[z₁，z₂]内随机点(u，v，w)的产生方法是：

(i)取[0，1]内均匀分布随机变量的一个浮点数t，令u＝x₁+(x₂-x₁)t；

(ii)取[0，1]内均匀分布随机变量的一个浮点数t，令v＝y₁+(y₂-y₁)t；

(iii)取[0，1]内均匀分布随机变量的一个浮点数t，令w＝z₁+(z₂-z₁)t。