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1、点云数据的管道面重构第4O卷第5期2006年5月浙江大JournalofZhejiang学(工学版)University(EngineeringScience)Vo1.40NO.5May2006点云数据的管道面重构李(1.浙江大学机械与能源工程学院,浙江杭州岸.,柯映林310027;2.浙江科技学院机械与汽车工程学院,浙江杭州310083)摘要:针对反求工程中管道面重构问题,提出了一种从点云数据中直接提取管道面特征参数的算法.算法分为两步:第一步将管道面数据视为过渡特征数据,利用过渡特征提取原理获得管
2、道面的一系列截面线,经概率统计方法进行噪声去除后,得到准确的截面线及其半径.第二步是由截面线的中心确定管道面的脊线点列.利用移动球法,球的直径即是采样步长,沿着脊线方向对点列进行均匀采样,然后对采样点列进行高斯平滑,获得光滑均匀的脊线点列.用三次B样条曲线拟合采样点列而获得脊线.计算实例表明,该方法能够稳定,准确地提取出管道面的几何特征参数.关键词:反求工程;特征提取;管道面;数据处理中圈分类号:TP391.72文献标识码:A文章编号:1008—973X(2006)05—0768—04Pipesurf
3、acesextractionfrompointcloudLIAn¨.KEYing—lin(1.CollegeofMechanicalandEnergyEngineering,Z^ejiangUniversity,Hangzhou310027,ChinaI2.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering.ZhejiangUniversityofScienceandTechnology,Hangzhou310083,China)Abstract:Forreconst
4、ructionofpipesurfaceinreverseengineering,analgorithmisproposedtodirectlyex-tractgeometricfeatureparametersofpipesurfacesfrompointcloud.Thisalgorithmconsistsoftwosteps.Inthefirststep,thepointcloudofpipesurfacewasconsideredonasthatoftheblendsurface.Aserie
5、sofprofilecurvesofpipesurfaceswereextractedbasedontheblendfeatureextractionmethodfrompointcloudandthentheaccurateprofilecurveandradiusofpipesurfacesweredeterminedbystatisticalanaly—sis.Inthesecondstep,asetofpointsusedtodeterminethespinecurvewasobtainedb
6、ycalculatingthecircularcentersoftheprofilecurves.Thesepointswereuniformlysampledbymovingasphere(withdi—ameterbeingthesamplesteplength),alongthespinecurve,andthentheGaussianmethodwasusedtosmooththesampledpoints.AspineCurvewasfittedtothosere-sampledpoints
7、withacubicB-splinecurve.Experimentsillustratedthatthisalgorithmcanaccuratelyandreliablyextractthepipesurfacefrompointcloud.Keywords:reverseengineering;featureextraction;pipesurfaces;dataprocessing在许多场合中都能看到管道的存在,如用于石油,天然气大型管道运输,在汽车等发动机中的中小型管道等.管道面由截面线和脊
8、线两个参数确定.文献[1_2]给出了管道面的一些理论和应用.在反求工程中,对于管道面重构的研究还较少.LeeL3提出的一种方法是利用管道面的局部数据,采用圆环面拟合方法获得管道面的半径,然后将管道面数据沿着管道面的法矢方向向管道面的脊线方向移动半径距离,获得具有较高密度的脊线数据,然后利用移动最小二乘法获得脊线,从而重构出管道面.但此方法的缺点是,其半径的确定是通过圆环面拟合得到的,只局部地利用了云的信息.另外,没有对脊线作进一步收稿日期:2004—12
