[发明专利]点云精简系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精简系统及方法，尤其是一种点云精简系统及方 法。

背景技术

逆向工程是相对于正向工程而言，所谓正向工程是指已有产品的 设计图纸，然后按图纸加工出产品实物。而逆向工程是由高速三维激 光扫描器对已有的实物(样品或模型)进行准确、高速的扫描，获取 实物的点云数据，根据所获点云数据构建三维数字模型，进而利用 CAM系统完成产品的制造。

目前，利用三维激光扫描器扫描受测对象后，获得的点云数据一 般密度较大，通常有数十万、上百万、甚至上千万。而目前在逆向工 程中，曲面重构算法的时间复杂度大都为n3，因此，时间耗费是逆向 工程软件需要解决的首要问题。

进一步的，利用三维激光扫描器扫描受测对象得到的点云数据中， 由于各种原因会导致得到的点云数据有误差，甚至会出现噪声点，这 样会导致重构出来的面极不平滑。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种点云精简系统，其可快速地对点 云数据进行精简及过滤，以便获得一个数据量少、不失真且较均匀的 点云。

鉴于以上内容，还有必要提供一种点云精简方法，其可快速地对 点云数据进行精简及过滤，以便获得一个数据量少、不失真且较均匀 的点云。

一种点云精简系统，包括：点云接收模块，用于从一个点云获取 装置中接收点云数据；拓扑结构建立模块，用于为上述点云建立拓扑 结构，即将点云中的所有点建立起关联；点选择模块，用于选择点云 中的一个点；相邻点寻找模块，用于根据上述建立的拓扑结构，在点 云中寻找与该点距离最近的若干个点；曲率计算模块，用于将该点与 距离该点最近的若干个点进行局部抛物面的拟和，得到该局部抛物面 的一般方程式，并根据该一般方程式及曲率计算公式计算出该点的曲 率；其中，重复点选择模块、相邻点模块及曲率计算模块的处理，直 至点云中所有点的曲率都计算完毕；及点云精简模块，用于根据上述 计算出来的曲率、及用户对该点云设置的精简度参数，对点云进行精 简处理。

一种点云精简方法，该方法包括如下步骤：(a)从一个点云获取 装置中接收点云数据；(b)为上述点云建立拓扑结构，即将点云中的 所有的点建立起关联；(c)选择点云中的一个点；(d)根据上述的拓 扑结构，在点云中寻找与该点距离最近的若干个点；(e)将该点与距 离该点最近的若干个点进行局部抛物面拟和，得到该局部抛物面的一 般方程式，并根据该抛物面的一般方程式及曲率计算公式计算出该点 的曲率；重复上述步骤(c)到步骤(e)，直至点云中的所有的点的曲 率都计算完毕；及(f)根据上述计算出来的曲率，以及用户对该点云 设置的精简度参数，对该点云进行精简处理。

利用本发明，可以对三维激光扫描器扫描得到的点云数据进行精 简，利用曲率差表示每个点相较于该点相邻点的形变程度，对形变较 小的平面，只保留必要的点，而精简掉其他冗余点，对形变程度较大 的点曲面，根据精简度要求决定保留的点数，因此可以获得一个数据 量少、不失真且较均匀的点云。

附图说明

图1是本发明点云精简系统系统较佳实施例的硬件架构图。

图2是图1中应用服务器的功能模块图。

图3是本发明点云精简方法较佳实施例的主流程图。

图4是图3中步骤S11建立点云之间拓扑结构的具体实施流程图。

图5是图3中步骤S13在点云中寻找距离一点最近的若干个点的 具体实施流程图。

图6是图3中步骤S14计算一个点的曲率的具体实施流程图。

图7是图3中步骤S16对点云进行精简处理的具体实施流程图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明点云精简系统较佳实施例的硬件架构图。 该系统主要包括点云获取装置1、应用服务器2、网络3及多个使用者 端计算机4。

其中分布式分布的多个使用者端计算机4利用网络3与应用服务 器2相连，网络3可以是一企业内部网(Intranet)，也可以是互联网 (Internet)或其它类型的通讯网络。

点云获取装置1与应用服务器2相连，用于获取扫描受测对象得 到的点云数据。在本较佳实施方式中，该点云获取装置1可以是一个 三维激光扫描器，其通过扫描受测对象获取点云数据。

应用服务器2用于从点云获取装置1中接收点云数据，并对上述 点云进行精简处理。