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专利号: 2022102061004
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤S1、对三维模型采样,压缩成PNG格式文件;

步骤S1.1、读取三维模型,计算三维模型包围盒;

步骤S1.2、初始化三维模型中心轴线段,线段步进位移并与旋转的三维模型求交,完成采样点信息提取;

步骤S1.3、将三维模型采样点信息存入SVG格式文件,并转换成PNG格式,完成三维模型压缩;

步骤S2、将三维模型的PNG格式文件转换成三维点云数据,完成三维模型重建;

步骤S2.1、读取三维模型的PNG格式文件,阈值分割并生成0、1矩阵;

步骤S2.2、对0、1矩阵应用逆径向步进位移算法,添加三维模型深度特征信息,生成三维数据;

步骤S2.3、将三维数据极坐标系转换为笛卡尔坐标系,生成PCD格式文件;

步骤S2.4、将PCD格式文件转换为PLY格式文件,重建为三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S1.1中将坐标系原点定位到三维模型的轴心,旋转三维模型至Z轴朝上,计算三维模型的包围盒大小。

3.根据权利要求1所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S1.2中以三维模型轴心为原点,沿Z轴生成一条与三维模型高度相等的线段M,线段M从初始位置沿X轴匀速步进,单次步进值设定为len,同时三维模型沿Z轴以π/100的角速度匀速旋转,对线段M与三维模型每次步进旋转的交点进行采样。

4.根据权利要求3所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S1.3中线段与三维模型相交产生偶数对采样点,其中线段从三维模型实体处进、出会产生两个数值,假设Ti、Tj为线段M与三维模型相交的一对采样值,Ti、Tj之间的绝对值为三维模型的厚度,Si、Sj分别为Ti、Tj在SVG画布上的映射值,则Ti、Sj应用以下公式进行转换:Si=(Ti‑a)*n/(b‑a),

Sj=(Tj‑a)*n/(b‑a),

其中,a是包围盒与XoY面的纵坐标间距,b是包围盒与XoY面的纵坐标间距加上包围盒的宽度的值,b‑a是包围盒的宽度值即三维模型的宽度,Ti‑a/Tj‑a是三维模型与包围盒的间距,n是设定的画布高度值;采样点信息通过上述公式转换后保存到画布,画布中Si、Sj之间的数据为三维模型实体部分,采样点信息按列方式写入到SVG画布;

SVG画布大小为m*n,其中m是步骤S1.2中线段M的步进次数,S是线段M步进总距离,m=S/len;

将SVG格式文件转换成PNG格式文件,完成三维模型的压缩。

5.根据权利要求4所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S2.1中读取步骤S1.3生成的PNG格式文件,对像素点分类,形成0、1矩阵,0点表示信息为空;1点表示信息为非空。

6.根据权利要求5所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S2.2中对步骤S2.1生成的0、1矩阵进行遍历,同时将X轴添加步进位移信息,Y轴添加旋转角度信息,Z轴添加深度数值,将0、1矩阵转换为三维数据,逆向步进位移算法分别对模型的XYZ轴进行坐标点信息还原,XYZ轴分别采用以下公式:Xi=(i+1)*len,

Yi=(i+1)*(π/100),

Zi=k,

其中i是PNG格式文件的横坐标对应值,len是步骤S1.2中线段的单次步进值,π/100是步骤S1.2中模型的旋转角度,k是PNG文件的纵坐标对应值。

7.根据权利要求6所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S2.3中将步骤S2.2生成的三维数据的坐标系由极坐标系转换为笛卡尔坐标系,坐标系转换公式如下:Dx=Rx*cos(θ),

Dy=Ry*sin(θ),

其中Rx、Ry是极坐标系下的数据值,Dx、Dy是笛卡尔坐标系下的数据值;

完成坐标系转换后,将数据写入PCD格式文件。

8.根据权利要求1所述的一种面向轴对称类三维模型数据压缩重建方法,其特征在于:所述步骤S2.4中将PCD格式文件转换为PLY文件,再对PLY文件中的点平滑法线,进行三维模型表面重建。