一种基于凸包近似的快速体积计算方法-论文.pdf

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用一种基于凸包近似的快速体积计算方法徐志，许宏丽XUZhi，XUHongli北京交通大学计算机与信息技术学院，北京100044SchoolofComputer&InformationTechnology,BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，ChinaXUZhi，XUHongli．Fastalgorithmofcomputingvolumebasedonconvexhul1．ComputerEngineeringandApplications，2013．49

2、(21)：177-179．Abstract：Volume，asthebasicgeometricpropertyofobjects，needstobecalculatedfrequentlyinmanyapplications．Atpresent，volumeisbasicallycalculatedthroughthereconstructionofobjectsurfaceindirectly,increasingthenumberofunnecessarywork．Thispaperpresentsafastalgorithmofcomputingvolumebasedon

3、convexhul1．Themethodcomputestheconvexhullofthepointcloudbyusingincrementalalgorithmtoapproximatethe3Dobject，andthenbreaksthehulldownintothehighandlowertriangularmeshsurface．Bothofthetwoshells’volumearecalculatedbytheprojectionmethodandthediferencebetweenthemistheobject’Svolume．Thisalgorithmha

4、sbeenprovensimpletoimplementandcanprocesscloudmodelswitharbitrarygeometryandtopology．Keywords：cloudmodel；volume；convex；reconstruction摘要：体积是物体的基本几何属性，在许多应用场合需要频繁地被计算。目前基本上通过重构物体曲面而间接求取体积，增加了许多不必要的工作。提出一种快速求取点云模型体积的方法，使用增量式算法计算点云的凸包用来近似物体，将凸包分解成上下两个三角网格面，使用正投影法分别求取它们的投影体积，它们两者之差即是所求模型体积。实验表明该算法

5、实现简单，可快速地求解处理具有任何几何和拓扑复杂性的点云模型。关键词：点云模型；体积计算；凸包；重构文献标志码：A中图分类号：TP391doi：10．3778／j．issn．1002．8331．1201-0319近年来基于点的图形学(Point．basedGraphic)研究受目前，就点云模型而言，体积的计算首先要重构点云到了广泛的关注。人们对点的技术进行大量的工作，特别曲面模型。近年来，曲面重建算法现在是计算机图形学领是在点云表示、点云造型、点云绘制等方面取得了许多新域的热门研究课题，经典算法有零集法、Poisson重建法、的进展n。然而，点云模型还很难应用到实际的应用系统De

6、launay网格重建及基于径向基函数的方法。Ohtake分中，原因就是点云模型的体积等积分属性很难计算。体积别把多尺度CS．RBF与自适应CS．RBF应用到点云数据的三是点云模型重要的几何属性，在许多应用场景需要被频繁维建模中，其模型表面的质量更好，其抗噪能力也更强。地计算。但是使用重建曲面来计算体积的方法，把工作集中在重构物体的点云模型是在物体表面扫面点的集合。点的算法上，需要额外消耗大量的运算时间与空间，这样，对于采样集合作为一种新的曲面表示方式，无需存储维护全局只需要快速求取体积的应用系统中多出了许多工作。重一致的几何拓扑信息，因而能够对复杂的3D模型进行高建曲面可能会失败

7、从而导致无法求取体积，以至于系统效的绘制和灵活的集合处理。快速计算点云模型的体积失效。具有重要意义，如在使用激光雷达作为信息采集设备的塌三维凸包在诸多应用中都发挥着重要作用，在计算机方预警系统中，需要通过判别物体变化的体积与位移来确动画领域内，凸包被用来近似相撞物体加速碰撞检测，大定灾害发生的等级；在模型自动识别系统中，通过计算多大减少了检测所耗的时间。本文把重点工作放在如何快个点云模型的体积预先判别模型是否一致。速地求取物体体积上，这就需要折中物体的近似程度。一作者简介：徐志(