針對(duì)目前流行的三維物體激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大,冗余度高等問(wèn)題,提出一種基于信息熵的點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法。首先,定義數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲率、點(diǎn)到鄰域點(diǎn)重心的距離、點(diǎn)到鄰域點(diǎn)的平均距離的倒數(shù),三者乘積為權(quán)值積;然后,使用K-means聚類算法劃分點(diǎn)云數(shù)據(jù),根據(jù)類內(nèi)估計(jì)曲率差值區(qū)分特征區(qū)域與非特征區(qū)域;最后,針對(duì)特征區(qū)域,利用提出的精簡(jiǎn)方法精簡(jiǎn)點(diǎn)云。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單,能夠有效避免孔洞現(xiàn)象,同時(shí),更好地保留了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的原始物理特征。

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【部分圖文】：

圖1 曲面凹凸情況夾角示意圖

2）向量α與向量PP1的余弦值為：圖1中，實(shí)心點(diǎn)為待測(cè)點(diǎn)，空心點(diǎn)為鄰近點(diǎn)。角θ的余弦值的大小反映了兩個(gè)向量夾角的大小，由圖1可知，待測(cè)點(diǎn)附近的凹凸情況可由余弦值的絕對(duì)值來(lái)說(shuō)明，若余弦值的絕對(duì)值越大，說(shuō)明兩向量的夾角越大或越小，而這兩種情況都說(shuō)明P點(diǎn)附近的曲面凹凸程度越大，是特征區(qū)....

圖2 曲率構(gòu)建示意圖

完整的待測(cè)點(diǎn)曲率估計(jì)示意圖如圖2所示。2本文算法

圖3 精簡(jiǎn)流程示意圖

本文使用Matlab對(duì)算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)用到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為斯坦福大學(xué)建立的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)庫(kù)中的斯坦福兔子Buuny和Dragon點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型，格式均為PLY。本文算法有兩個(gè)變量需要自行確定，初始聚類數(shù)目k和權(quán)值λ。本次實(shí)驗(yàn)取初始聚類數(shù)k為2048，λ分別取0.6,0.1。圖4所示為....

圖4 原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)

圖4所示為原始點(diǎn)云由Matlab的呈現(xiàn)結(jié)果，其中圖4a）為Buuny模型，共有35947個(gè)點(diǎn)，圖4b）為有10248個(gè)點(diǎn)的Dragon模型。為了對(duì)點(diǎn)云原始數(shù)據(jù)和精簡(jiǎn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，本文采用GeomagicStudio軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重構(gòu)[10]，依此衡量精簡(jiǎn)結(jié)果的優(yōu)....

本文編號(hào)：4055008