[发明专利]一种带边界约束的散乱点云重构方法

权利要求书

1.一种带边界约束的散乱点云重构方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤1：利用圆柱面投影法，将原始三维散乱点云Pri_PointCloud映射到二维平面上，得到二维散乱点集Pri_Dot，建立起Pri_PointCloud和Pri_Dot之间的一一对应关系；

步骤2：找到二维散乱点集Pri_Dot的最小包围盒Box后，将最小包围盒以一定的间距划分成矩形栅格；

步骤3：对于每个有效栅格，判定其是否为边界栅格；

步骤4：遍历边界栅格集合EMesh，找出每个边界栅格中的边界点后根据映射关系得到三维散乱点云中的边界点；

步骤5：将三维散乱点云Pri_PointCloud中的边界点去除，估算剩余三维点的曲率后利用模糊熵迭代法对剩余点进行相应比例稀释，将稀释剩余点与步骤4中得到的边界点合在一起构成简化点云Simp_PointCloud；

步骤6：从二维散乱点集Pri_Dot中将简化点云Simp_PointCloud所对应的二维数据选取出来记为Simp_Dot2d后，利用基于Delaunay准则的优化算法进行二维三角剖分后映射回三维空间。

2.根据权利要求1所述的带边界约束的散乱点云重构方法，其特征在于，步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1：遍历二维散乱点集Pri_Dot，分别得到Pri_Dot中横向和纵向最值，记为Xmax、Xmin、Ymax和Ymin；

步骤2.2：以点(Xmax,Ymax)、点(Xmin,Ymin)、点(Xmax,Ymin)和点(Xmin,Ymax)为顶点构成一个矩形，该矩形即为最小包围盒Box；

步骤2.3：以点(Xmin,Ymin)为起始顶点，从左到右自下而上将最小包围盒Box分割成m×n个正方形栅格，每个正方形栅格的边长为Gap，将每个栅格的顶点坐标信息和栅格序号按照分割生成顺序存入栅格集合Mesh中；

步骤2.4：根据坐标位置关系，将二维散乱点集Pri_Dot中所有点划分到对应的栅格中后统计每个栅格内是否含有Pri_Dot中的点，若栅格内含有散乱点，则定义该栅格为有效栅格，否则定义为无效栅格，最小包围盒外的部分均设置为无效栅格。

3.根据权利要求1所述的带边界约束的散乱点云重构方法，其特征在于，步骤3的具体步骤如下：

步骤3.1：统计每个有效栅格上下左右四个相邻栅格是否均为有效栅格；若是，则判定该栅格不是边界栅格，若否，则判定该栅格为边界栅格；

步骤3.2：对每个边界栅格，进一步确定它的边界标记；若它的左栅格为无效栅格，则该栅格为左边界栅格，若它的上栅格与左栅格均为无效栅格，则该栅格为左上边界栅格，依此类推；定义上边界栅格的标记为1，下边界栅格的标记为2，左边界栅格的标记为3，右边界栅格的标记为4，左上边界栅格的标记为5，左下边界栅格的标记为6，右上边界栅格的标记为7，右下边界栅格的标记为8；

步骤3.3：将每个边界栅格的坐标信息和其边界标记同时加入边界栅格集合EMesh。

4.根据权利要求1所述的带边界约束的散乱点云重构方法，其特征在于，步骤4的具体步骤如下：

步骤4.1：构造一个二维边界点容器Edge_Vector_2D用于存放二维边界点和一个点云边界点容器Edge_Vector_3D用于存放散乱点云中的边界点；

步骤4.2：任取一个边界栅格，确定其边界标记，根据边界标记找出该栅格内边界点；若边界标记为1-4，在每个栅格内找一次边界点，以边界标记值为1时找上边界点为例，沿x方向从左到右将边界栅格平均划分为G个矩形，找出每个矩形内二维散乱点中y坐标最大的点后将该点存入二维边界点容器Edge_Vector_2D，边界标记值为2、3、4时找边界点以边界标记值为1时找上边界点为例；若边界标记为5-8，在每个栅格内找两次边界点，以边界标记值为5时找左上边界点为例，先仿照标志值为1时找出上边界点后再仿照标志值为3时找出左边界点后合在一起即为该栅格的边界点，边界标记值为6、7、8时找边界点以边界标记值为5时找左上边界点为例；

步骤4.3：待边缘栅格集合EMesh内所有元素都找到其中的边界点并存入二维边缘点容器Edge_Vector_2D后，根据步骤1中映射时得到的一一对应关系，找出Edge_Vector_2D对应的三维点，这些点即为散乱点云的边界点，将它们存入点云边界点容器Edge_Vector_3D后转至步骤5。