散乱点云的拓扑结构重建算法的研究.pdf

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1、第8期机械设计与制造2010年8月MachineryDesign&Manufacture19文章编号：1001—3997(2010)08一-0019一-02散乱点云的拓扑结构重建算法的研究倪敏敏何雪明薛莹邓杨(江南大学机械工程学院，无锡214122)(华中科技大学机械科学与工程学院，武汉430074)ResearchonthealgorithmfortopologyreconstructionofscatteredpointcloludNIMin-min，HEXue-ming1,2XUEYing1,DENGYang(SchoolofMechanicalEngineering，

2、JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)j【摘要】基于由测量点云直接生成数控加工路径的这种思想，在散乱点云拓扑结构重构过程中，将jj散乱点云进行等间隔区域分割，将点云进行压缩并投影至切平面，得到切平面的散乱点集，同时建立新的：链表结构分区存储点云数据。由平面上点的二维坐标定位，运用基于正交投影理论双映射算法对切平面：：上的散乱点进行排序，分析平面点

3、自然次序邻接排序的局限性，通过计算当前点与其邻近点的矢量分布；i趋势，进一步改进双映射排序算法，完成各切片上数据的拓扑重构。：关键词：散乱点云；拓扑重构；切片；双映射；；【Abstract】BasedontheideaofgeneratingNCtool-pathfromthepointclouddirectly，Thescattered：pointcloudisdividedatequalintervals．Ineachdatareon，pointsHiereducedandprojectedtoamiddle：sliceplane，obtainingasetofscatt

4、eredpointswhichHoestoredinlinkliststructureintheprocessoftopology；ireconstruction~Adouble-mappingalgorithmbasedonorthogonalprojectiontheory，whichaimstosort：iscatteredpointsonasliceplane，ispresented．Eachpointanditsneighborhoodcaneasilybesearchedby：thissortingmethodandtheHmitationofthemethodu

5、singthenatural~acentsequenceofpointsisalso；researched．computingthevectorlocatingtrendofthecurrentpointwithneighborhood，itaimsto；；furtherimproyethedouble-mappingalgorithmandthetopologyoftheslicedataisreconstructed．；：Keywords：Scatteredpointdoud；Topologyreconstruction；Slicing；Double-mapping中图分

6、类号：TH16，TP391文献标识码：A切平面两侧偏置812距离，为了避免随着切片厚度的增加而使切1引言平面上投影点数也相应增加从而导致径向宽度R过大的现象，逆向工程自20世纪80年代后期作为一项新的先进制造技引入切片邻域,f。即在切平面两侧6／2区域内再设定一个范围，只术被提出以来在制造加工领域发挥了巨大的作用。在逆向工程有在这个范围内的点才向切平面投影。如图2所示，只有在两中，获取三维表面数据是首要而且也是最关键的一步，因为所获侧s区域内的点才映射到：平面上。取的数据的精确与否直接影响重构物体CAD模型的精度。在进行模型重建之前，需要对测量得到的散乱点云数据进行预处理来获

7、得完整、正确的测量数据以方便后续的重构工作。经过预处理后得到的点云数据就可以进行切片、排序以及拓扑结构重建。2散乱点云的切片技术切片就是用一系列平行平面沿平面法矢方向来直接切割零图1切片厚度的选取件表面的点云模型，从而将空间分布的点云映射到相应的切片平E3面上。切片时首先要确定切平面的平面法矢，即切片方向。为了简e2化算法，尽量使切片方向与坐标轴平行。可以通过手调将点云的E2“轴线”旋转到与某个坐标轴平行，然后进行切片操作。切片方向即为切片平面的法矢方向，如图1所示，用一组平行平面E。、，e1⋯：!II