一种基于八邻域深度差的点云边缘提取算法.pdf

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1、第３８卷第８期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ８２０１７年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｕｇ．２０１７一种基于八邻域深度差的点云边缘提取算法１１，２２１１张志佳，魏信，周自强，李嘉兴，王婷婷（１．沈阳工业大学软件学院沈阳１１００２０；２．江苏省机电产品循环利用技术重点建设实验室常熟２１５５００）摘要：提出了一种基于八邻域深度差（８ＮＤＤ）的点云边缘提取算法。算法根据目标特征的点云，对每个特征点沿深度方向进行垂直投影并对投影点进行栅格划分，计算出每个栅格内投影点所对应深度的平均值作为该栅格的深度值；然后比较每个栅格与其八邻域栅格的深度差，根据深度

2、差判断该栅格内是否存在边缘点，并采用排序法从栅格内筛选出目标的点云边缘点。针对含有非孔洞和孔洞的两种典型点云数据，利用八邻域深度差算法进行点云边缘提取，验证了算法的有效性。关键词：点云数据；栅格划分；八邻域深度差；边缘提取中图分类号：ＴＨ１３１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５２０．６０８ＮＤＤｂａｓｅｄｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｅｄｇｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ１１，２２１１ＺｈａｎｇＺｈｉｊｉａ，ＷｅｉＸｉｎ，ＺｈｏｕＺｉｑｉａｎｇ，ＬｉＪｉａｘｉｎｇ，ＷａｎｇＴｉｎｇｔｉｎｇ（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆｓｏｆｔｗａｒｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

3、，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００２０，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｃｙｃｌｉｎｇａｎｄＲｅｕｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ２１５５００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｖｅｌｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｅｄｇｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄｏｎｅｉｇｈｔｎｅｉｇｈｂｏｒｄｅｐｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｓｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｆｅａｔｕｒｅｓ，ｅａｃｈｆ

4、ｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｉｓｐｒｏｊｅｃｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｌｙａｌｏｎｇｔｈｅｄｅｐｔｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｔｏｇｒｉｄｓ，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｔｈｅｄｅｐｔｈｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｉｎｅａｃｈｇｒｉｄｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｕｓｅｄａｓｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｇｒｉｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｅａｃｈｇｒｉｄｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｉｔｓｅｉｇｈｔｎｅｉｇｈｂｏｒｇｒｉｄｓ；ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｐｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｗｈ

5、ｅｔｈｅｒｅｄｇｅｐｏｉｎｔｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅｇｒｉｄｏｒｎｏｔｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｓｏｒｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｓｃｒｅｅｎｏｕｔｔｈｅｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｅｄｇｅｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｎｔｈｅｇｒｉｄ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｗｏｔｙｐｉｃａｌｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎｏｎｈｏｌｅａｎｄｈｏｌｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｉｇｈｔｎｅｉｇｈｂｏｒｄｅｐｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｅｄｇｅｓｏｆｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｓ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅ

6、ｓｓｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａ；ｇｒｉｄｍｅｓｈｉｎｇ；ｅｉｇｈｔｎｅｉｇｈｂｏｒｄｅｐｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（８ＮＤＤ）；ｅｄｇｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ［６７］［８９］空洞修补、曲面特征检测等领域进行了研究。０引言点云包括孔洞与非孔洞两类。目前，提取非孔洞点云边缘轮廓的方法主要有两类：利用点云分割的凸包算［１０］随着激光测量技术的不断发展，激光测量设备不断法提取点云边缘；建立空间拓扑关系并通过邻近点构［１１］推出，使逆求工程得到不断发展。在逆求工程设计中，可成的角度差算法提取点云边缘。提取孔洞点云边缘［１２１３］以将某个产品表面表达为

7、大量的离散点，即点云。通过轮廓的方法主要也分为两类：αｓｈａｐｅ算法和网格拓［１４］点云可进行逆求工程设计，如何从点云信息中提取产品扑关系算法。其中的αｓｈａｐｅ算法可想象为一个半径的一些几何特征，成为逆求工程的设计核心。为α的圆在点云里滚动，当α满足一定条件，圆会在点云点云边缘是指能够表达产品特征的一些边缘测量点。边缘滚动，其滚动的痕迹就是点云的边缘。点云边缘不仅能表达产品的几何特征，而且在