[发明专利]一种面向任意分布大规模点云数据的快速Delaunay构网方法

摘要

本发明提供一种面向任意分布大规模点云数据的快速Delaunay构网方法，包括以下步骤：划分多重网格，创建初始三角网；逐点插入；三角网更新；删除辅助三角形完成Delaunay三角网的构建。本发明通过多重网格划分和Hilbert曲线顺序遍历网格的排序方法，减少了点定位过程的搜索步长以及构网过程中产生的最终要删除的狭长三角形数量，并且通过对点定位过程中，采用新的算法，避免了求三角形重心和相交边的过程，减少了计算量。大大提高了点云在数据量较大以及分布不均匀的情况下构建Delaunay三角网的效率。

主权项

1.一种面向任意分布大规模点云数据的快速Delaunay构网方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：划分多重网格，并以Hilbert曲线遍历网格的方式，对插入点的顺序进行排序：A：建立控制点数组和非控制点数组，用于存储点排序数据；B：根据数据点的个数建立一级网格，并将点分配到网格中；C：对划分好的一级网格按照Hilbert曲线从左下角到右下角的顺序进行排序；D：对排序后的一级网格，按顺序对每个网格进行控制点和非控制点的提取；E：设定网格中的点数的上限阈值，如果当前网格中的点数超过该阈值，则按照步骤B至步骤D网格迭代划分，在迭代划分过程中，对网格开口方向进行调整，但不进行控制点的提取；步骤二：创建初始三角网：通过选择把数据点坐标最大值加上一个较小的数，最小值减一个较小的数；找到能够包围所有数据点的初始矩形凸壳连接初始矩形凸壳的一条对角线，将其分为两个三角形，作为初始三角网，并为初始三角网添加邻接关系；步骤三：逐点插入：按照先插入控制点数组，插入顺序是原存储顺序的逆序、后插入非控制点数组，插入顺序与原存储顺序相同，逐点进行如下操作：A：对插入点进行定位；B：构建包含当前插入点所有影响域的空腔；把当前插入点所在三角形的三条边作为空腔边，分别对空腔边的邻接三角形做外接圆检测；若当前插入点位于某三角形外接圆内部，则将该三角形对应的空腔边删除，将该三角形的另两边加入到空腔边中，继续对空腔边进行判断，直到所有空腔边的邻接三角形的外接圆都不包含当前插入点；C：三角网更新：将当前插入点与得到的空腔节点相连，形成新的三角形，并更新由空腔形成的新三角形及其相邻三角形的邻接关系；步骤四：删除辅助三角形：全部点集插入后，将顶点中含有矩形凸壳四个顶点的三角形删除，即完成了Delaunay三角网的构建。