[发明专利]局部泊松曲面约束的实物表面采样点集法向估计方法

摘要

本发明提供一种局部泊松曲面约束的散乱点云法向估计方法，其特征在于为采样点集构建空间索引结构，基于该结构快速获取目标样点的局部样本以及包含辅助点的局部重建样本，然后根据局部样本构建目标样点的Frenet标架，在Frenet标架中为局部样本构建泊松网格曲面，从泊松网格曲面中查询目标样点的最近邻网格面片，根据网格面片顶点一阶邻域面的形状和尺寸确定邻域面法向的权重值计算最近邻网格面片顶点法向，以最近邻面片顶点法向的加权和作为样点法向的稳健估计结果。实例证明该方法适用于复杂曲面的散乱点云数据，对存在噪声、采样不均匀的点云也有较好的法向计算结果，实现样点法向光滑过渡。

主权项

1.一种局部泊松曲面约束的实物表面采样点集法向估计方法，其特征在于步骤依次为：(1)设实物表面采样点集为S，利用KD树对S构建样点数据动态空间索引；(2)采用局部平面拟合算法对S进行法向预估计；(3)i←1，n←size(S)为点集S中的样点数量；(4)基于KD树索引获取样点p_i的近邻样点，构建p_i的局部样本λ(p_i)，获取p_i的k_ξ近邻样点，构建p_i的局部重建样本(5)根据λ(p_i)为p_i建立Frenet标架，将中的样点转换到Frenet标架中；(6)在Frenet标架中根据及其预估计法向对进行泊松曲面重建，获得局部网格曲面(7)在Frenet标架中建立λ(p_i)的最小包围盒，将中完全位于λ(p_i)的最小包围盒外的网格面片删除，得到λ(p_i)的网格面片集合D(λ(p_i))；(8)以p_i到D(λ(p_i))的距离为测度，查询D(λ(p_i))中p_i的最近邻网格面片Λ_i；(9)对面片Λ_i，分别为其顶点v_j(j＝1,2,3)查询一阶邻域面片，以一阶邻域面片法向的加权和近似为顶点v_j的法向；(10)以面片Λ_i顶点v_j到p_i的欧氏距离作为权重值对v_j法向进行加权计算作为p_i的法向；(11)将p_i的法向转换回世界坐标系下；(12)i←i+1；(13)若i≤n，重复(4)到(12)，否则样点法向计算结束。