基于曲率弦高法的海量测量数据精简.pdf

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1、第36卷第3期计量学报Vol.36，№32015年5月ACTAMETROLOGICASINICAMay，2015doi：10.3969/j.issn.1000-1158.2015.03.02基于曲率弦高法的海量测量数据精简吴凤和，王鑫，孙迎兵，王军（燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004）摘要：针对视觉测量的点云数据过大而不利于计算和重构的问题，在分析视觉测量点云数据特征的基础上，将曲率原则和弦高法相结合，提出基于曲率弦高法的海量测量数据精简方法。该方法在考虑曲线曲率变化的基础上构建弦高函数，并通过迭代得到各测点变化的弦高值，再根据弦高法的数据精简原则确定需要保留的测量点。

2、仿真实验表明，该方法在平均误差小于0.2mm时，精简率为89.8％，能够有效地对海量点云数据进行精简，并实现精简后测点按曲面曲率的合理分布。关键词：计量学；视觉测量；曲率；弦高；数据精简中图分类号：TP92文献标识码：A文章编号：1000-1158（2015）03-0229-05MassiveCloudDataSimplificationBasedonCurvatureHypotenuse-heightMethodWUFeng-he，WANGXin，SUNYing-bing，WANGJun（CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUnivers

3、ity，Qinhuangdao，Hebei066004，China）Abstract：Inthefieldofvisionmeasurement，thesizeofcloudsdataofthepointwhichobtainedinvisionmeasurementprocessissolargethatitisinconvenienttobecalculated，storedandreconstructed.Basedontheanalysisofclouddatacharacteristicsofvisionmeasurementpoint，combinedcurvatur

4、eprinciplewiththechordheightalgorithm，amassclouddatareducingmethodbasedoncurvaturechordheightalgorithmispresented.Withthismethod，thefunctionofthechordheightwasbuiltconsideringthecurvaturevariationofthecurves，andthevalueofchangingchordheightofeachpointisobtainedbyiteration，andthenthemeasuremen

5、tpointstoberetainedweredeterminedbasedonthedatareducingmethodofchordheightalgorithm.Simulationresultsshowedthattheclouddatareduced89.8％throughthismethodwhentheaverageerrorwaslessthan0.2mm.Sotheclouddataofmasspointswerereduceddirectlyandeffectively，andthereasonabledistributionofmeasurementpoin

6、taccordingtothecurvatureofthesurfacewasrealized.Keywords：Metrology；Visionmeasurement；Curvature；Chordheight；Datareduction［2~4］中。但这种测量方法得到的数据量非常庞大，1引言过多的数据点会减慢计算机的运算速度，占用大量内存，影响重构曲面的光顺性。实际上，不是所有数在逆向工程中，根据测量方式的不同，数据采集据对曲面重构都有用，而且数据存储或显示都将消［1］方法可分为接触式测量和非接触式测量两大类。耗大量的时间和计算机资源，所以在保证重构精度其中，视觉测量以获取速

7、度快、数据点呈一定规律的前提下，对测量数据进行精简非常重要。性、精度较高等优点，被广泛应用于工业领域在视觉测量数据精简的研究中，国内外学者提收稿日期：2013-07-24；修回日期：2014-10-29基金项目：河北省自然科学基金（E2011203091）；高等学校博士学科点专项科研基金（20121333110011）作者简介：吴凤和（1968-），男，内蒙古扎兰屯人，燕山大学教授，博士生导师，主要研究方向为数字化测量与建模、数字化制造。risingwu@ysu.edu.cn23