利索能及
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专利号: 2022116636933
申请人: 岭南师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.无特征复杂曲面测量误差分析的快速坐标对齐方法,该方法借助于非线性优化算法计算出测量点云的精对齐变换矩阵实现与CAD设计数模坐标对齐,其特征在于:该方法由以下步骤实现:步骤1.计算扫描获得的复杂曲面三维点P={pi(xi,yi,zi),i=1,2,...,n},的最大内接T球的球心c=[xc,yc,zc]和内接球的半径R,半径R为球心c到点云边界的最小距离;

步骤2.计算出复杂曲面三维点云中与内接球的相交的三维点,并由相交的三维点构成一个环形;

步骤3.通过步骤1建立的球体内的三维点拟合平面M,将平面M沿着该平面M的法向量vn移动平面M,将步骤1建立的球体的球心点c设置在平面M上,获得新的平面M ,然后计算步骤n

2中获得的圆形区域点与平面M的距离,并将其存储在列表H中;

步骤4.从步骤3的列表H中取一个距离值最大的点,从其他点取三个距离为R的点作为共面点,获得非共面四点基 计算四个非共面点的任意两个点的距离,用d1~d6表示,非共面四点构成四面体;

步骤5.将CAD三维模型抽样成三维点Q={qi(xi,yi,zi),i=1,2,...,m},并按步骤1计算Q的中心c′和内接球半径R′;

步骤6.计算搜索距离 和搜索次数

步骤7.使用步骤6计算的ε和n,以及步骤1计算的半径R在CAD三维模型Q上选择对应位置,以生成候选区域;

步骤8.将交比不变原理推广到三维空间,在步骤7确定的候选区域上搜索与步骤4中的类似的所有四点基步骤9.计算步骤8中的 组成的所有四面体,并与步骤4中计算的四面体进行比较,计算变换向量T;

步骤10.使用所有计算的T将P变换为Q,并计算匹配率h阈值,当匹配率h大于匹配率h阈值,将计算出的变换矩阵为初对齐变换矩阵;

步骤11.在步骤10的基础上,采用迭代最近点,算法计算最佳精对齐变换矩阵,完成测量点云与CAD设计数模坐标精对齐。

2.根据权利要求1所述的无特征复杂曲面测量误差分析的快速坐标对齐方法,其特征在于:所述的步骤1中,该步骤计算球心c的方法为重心法来求解。

3.根据权利要求1所述的无特征复杂曲面测量误差分析的快速坐标对齐方法,其特征在于:所述的步骤10中,匹配率h阈值设置为80‑90%。