专利名称：点云三角网格面构建系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种点云三角网格面构建系统及方法。
背景技术：
近年来，随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，其在扫描系统中被大量的引 入。做法一般是使用点云扫描装置获取物体的点云(即由多个三维离散点组成的点的集 合)，而后将点云数据输入计算机，执行相应软件对点云数据进行各种处理，比如计算机辅 助验证(Computer Aided Verification,CAV)、逆向工禾呈(Reverse Engineering,RE)、有限 元网格自动生成、计算机图形处理及模式识别(如人脸的识别)等。其中，点云三角网格面 构建技术是上述各种处理的核心技术。目前，现有的点云三角网格面构建技术对曲率较大的物体及材料厚度较薄的物体 的点云数据都处理得不理想对曲率大的物体而言，其点云数据所构建的三角网格面容易 发生扭曲、三角形交叉及法向量不一致等情况；对材料厚度较薄的物体而言，其上下两面的 点云数据的坐标很接近，构建的三角形易交叉。因此，现有的点云三角网格面构建技术对曲 率较大的物体及材料厚度较薄的物体的点云数据所构建的三角网格面的品质较差。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种点云三角网格面构建方法，可以对所构建的三角 形进行相应的处理，以得到高品质的三角网格面。另外，还有必要提供一种点云三角网格面构建系统，可以对所构建的三角形进行 相应的处理，以得到高品质的三角网格面。一种点云三角网格面构建方法，该方法应用于数据处理设备中，该数据处理设备 与点云扫描装置相连，该方法包括以下步骤(a)从点云扫描装置中获取待测物体的点云 数据；(b)根据所获取的点云数据构建三角形；(c)从所述构建的三角形中选取一个种子 三角形，以该种子三角形为基准按照区域增长法，依次选取共边三角形中共边所对的角最 大且与种子三角形所呈的二面角最大的三角形；(d)对选取的三角形形成的空洞进行修 复，使得每一个修复后的三角形的外接圆内不包含点云中除该修复后的三角形的顶点外的 其他点，且使得修复后的三角形的每条边最多被两个三角形共用；(e)根据相邻两个三角 形的法向量夹角小于一个预设角度的原则，对三角形的法向量进行调整；(f)输出所述调 整法向量后的三角形构建的三角网格面。—种点云三角网格面构建系统，应用于数据处理设备中，该数据处理设备与点云 扫描装置相连，该系统包括获取模块，用于从点云扫描装置中获取待测物体的点云数据； 构建模块，用于根据所获取的点云数据构建三角形；选取模块，用于从所述构建的三角形中 选取一个种子三角形，以该种子三角形为基准按照区域增长法，依次选取共边三角形中共 边所对的角最大且与种子三角形所呈的二面角最大的三角形；修复模块，用于对选取的三 角形形成的空洞进行修复，使得每一个修复后的三角形的外接圆内不包含点云中除该修复后的三角形的顶点外的其他点，且使得修复后的三角形的每条边最多被两个三角形共用； 调整模块，用于根据相邻两个三角形的法向量夹角小于一个预设角度的原则，对三角形的 法向量进行调整；及输出模块，用于输出所述调整法向量后的三角形构建的三角网格面。相较于现有技术，本发明提供的点云三角网格面构建系统及方法，可以根据自动 从点云扫描中获取点云数据，根据所获取点云数据构建三角形，并对所构建的三角形进行 相应的处理，以得到高品质的三角网格面，避免了所构建的三角形出现扭曲、交叉及法向量 方向不一致的情况。
图1是本发明点云三角网格面构建系统较佳实施例的应用环境图。图2是图1中点云三角网格面构建系统的功能模块图。图3是本发明点云三角网格面构建方法较佳实施例的流程图。图是根据点云数据构建三角形O1O2O3的示意图。图5是选取共边三角形中共边所对的角最大，且与种子三角形的二面角最大的三 角形的示意图。图6是修复三角形的示意图。图7a_7b是调整三角形法向量的示意图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种点云三角网格面构建方法，该方法应用于数据处理设备中，该数据处理设备与 点云扫描装置相连，其特征在于，该方法包括以下步骤(a)从点云扫描装置中获取待测物体的点云数据；(b)根据所获取的点云数据构建三角形；(c)从所述构建的三角形中选取一个种子三角形，以该种子三角形为基准按照区域增 长法，依次选取共边三角形中共边所对的角最大且与种子三角形所呈的二面角最大的三角 形；(d)对选取的三角形形成的空洞进行修复，使得每一个修复后的三角形的外接圆内不 包含点云中除该修复后的三角形的顶点外的其他点，且使得修复后的三角形的每条边最多 被两个三角形共用；(e)根据相邻两个三角形的法向量夹角小于一个预设角度的原则，对三角形的法向量 进行调整；(f)输出所述调整法向量后的三角形构建的三角网格面。
2.如权利要求1所述的点云三角网格面构建方法，其特征在于，所述的点云数据包括 点的三维坐标及点云总数。
3.如权利要求1所述的点云三角网格面构建方法，其特征在于，步骤(b)包括根据点云数据得到所述点云的包围盒，根据该包围盒得到初始四面体；将所述点云中的点依次插入该初始四面体中，并将插入的点与该点所在的四面体的顶 点相连，以得到点云中的点所构建的三角形。
4.如权利要求1所述的点云三角网格面构建方法，其特征在于，所述种子三角形为三 维坐标中X轴坐标最大的三角形，或者Y轴坐标最大的三角形，或者Z轴坐标最大的三角 形。
5.如权利要求1所述的点云三角网格面构建方法，其特征在于，所述预设角度为90度。
6.一种点云三角网格面构建系统，应用于数据处理设备中，该数据处理设备与点云扫 描装置相连，其特征在于，该系统包括获取模块，用于从点云扫描装置中获取待测物体的点云数据；构建模块，用于根据所获取的点云数据构建三角形；选取模块，用于从所述构建的三角形中选取一个种子三角形，以该种子三角形为基准 按照区域增长法，依次选取共边三角形中共边所对的角最大且与种子三角形所呈的二面角 最大的三角形；修复模块，用于对选取的三角形形成的空洞进行修复，使得每一个修复后的三角形的 外接圆内不包含点云中除该修复后的三角形的顶点外的其他点，且使得修复后的三角形的 每条边最多被两个三角形共用；调整模块，用于根据相邻两个三角形的法向量夹角小于一个预设角度的原则，对三角 形的法向量进行调整；及输出模块，用于输出所述调整法向量后的三角形构建的三角网格面。
7.如权利要求6所述的点云三角网格面构建系统，其特征在于，所述的点云数据包括 点的三维坐标及点云总数。
8.如权利要求6所述的点云三角网格面构建系统，其特征在于，所述构建模块根据点云数据得到所述点云的包围盒，根据该包围盒得到初始四面体，将所述点云中的点依次插 入该初始四面体中，并将插入的点与该点所在的四面体的顶点相连，以得到点云中的点所 构建的三角形。
9.如权利要求6所述的点云三角网格面构建系统，其特征在于，所述种子三角形为三 维坐标中X轴坐标最大的三角形，或者Y轴坐标最大的三角形，或者Z轴坐标最大的三角 形。
10.如权利要求6所述的点云三角网格面构建系统，其特征在于，所述预设角度为90度。
全文摘要
本发明提供一种点云三角网格面构建方法，该方法包括以下步骤从点云扫描装置中获取待测物体的点云数据；根据所获取的点云数据构建三角形；从所述构建的三角形中选取一种子三角形，以该种子三角形为基准按照区域增长法，依次选取共边三角形中共边所对的角最大的，且与种子三角形所呈的二面角最大的三角形；对选取的三角形形成的空洞进行修复；对三角形的法向量进行调整；输出所述调整法向量后的三角形构建的三角网格面。本发明还提供一种点云三角网格面构建系统。
文档编号G06T11/40GK102110305SQ200910312560
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者吴新元, 张旨光, 王敏, 胡文端 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司