基于姿态标准化的线特征点云提取方法

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1、2013年8月第39卷第8期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsAugust2013V01．39NO．8基于姿态标准化的线特征点云提取方法李伟李旭东赵慧洁张颖(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：从零件三维点云中提取棱边等线特征所对应的点云是零件模型重构的关键，也是点云数据处理的基本操作．基于曲率的线特征点云提取方法易受点云初始姿态以及曲率估计方法的影响，曲面拟合及曲率估计误差较大．提

2、出了一种基于点云姿态标准化的线特征点云提取方法：首先计算点云主方向并将其同z轴对准实现点云姿态的标准化，然后进行曲面拟合并以最大主曲率绝对值作为曲率估计值，最后对曲率值取阈值提取出线特征点云．用不同类型的点云数据进行了实验，结果表明所提方法有较高的提取效率和良好的适用性．关键词：线特征点云提取；点云数据处理；姿态标准化；曲率估计中图分类号：TP39l文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)08．1117-05Attitudenormalizationbasedlinefeaturepoin

3、tcloudextractionapproachLiWeiLiXudongZhaoHuijieZhangYing(SchoolofInstrumentationScienceandOpto—electronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronaaticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Extractingthepointcloudcorrespondingtotheedgesfrompointcloudo

4、fapartisabasicworkinthepart3Dreconstruction，alsoakeypointofpointcloudprocessing．ThecommonlyusedcurvaturebasedLFPC(1inefeaturepointcloud)extractionapproachmayhavelargeerrorsincurvesurfacefittingandcurva-tureestimationduetothearbitraryattitudeoforiginalpoi

5、ntcloudandthewayofcurvatureestimation．Anatti-tudenormalizationbasedLFPCextractionapproachisproposed．Firsttheattitudenormalizationisaccom—plishedbyadjusttheprincipledirectionofthepointcloudtothezaxis，then，afterthecurvesurfacefitting，themaincurvaturewithth

6、emaximalabsolutevalueistreatedascurvature，finally，theLFPCisobtainedbyapplyingacurvaturethreshold．Experimentsondifferentmodelsshowthattheproposedapproachhasbetteref-ficiencyandisadaptivetodifferentkindsofmodels．Keywords：linefeaturepointcloudextraction；poi

7、ntclouddataprocessing；attitudenormalization；cur·vatureestimatjon问题的提出三维测量技术的发展，可以快速、高精度地获取被测对象表面的形貌数据，即三维点云数据¨～。．制造业领域中，对获取的零件三维点云数据进行处理，可以实现非接触、自动化尺寸测量、模型重构、逆向工程等．三维点云数据处理技术得到越来越多的关注．机械零件的结构多表现为简单的几何特征，如两个平面相交形成的直线、曲面和平面相交形成的平面曲线、两个曲面相交形成的空间曲线等，图1中白线对应的

8、即为各种线特征．收稿日期：2012-08-30；网络出版时间：2013-08-0611：39网络出版地址：WWW．enki．net／kcms／detail／11．2625．V．20130806．1139．001．htm基金项目：国家自然科学基金资助项目(60802044)作者简介：李伟(1989一)，男，河南安阳人，硕士生，weilee@aspe．buaa．edu．cn目1零件模型及其线特}118北京航空航天大学学报2013年线特征是零件的