基于点云数据的交互式选取物体表面坐标点的方法

摘要

本发明公开一种基于点云数据的交互式选取物体表面坐标点的方法。旨在解决当前点云数据处理缺少交互式选取物体表面坐标点的方法的技术问题，本方法主要由（1）由点云数据的渲染；（2）求解经过给定像素点的用户视线方程；（3）筛选用户视线附近的点云；（4）提取用户视线附近点云中的有效点集；（5）曲面拟合有效点集；（6）求解用户视线和拟合曲面的交点共六大步骤予以实现；借助本方法可以将鼠标的窗口动作映射为对物体表面的操作，以实现对点云数据的交互式操作。

主权项

一种基于点云数据的交互式选取物体表面坐标点的方法，其特征在于：首先设定屏幕像素点到物体表面坐标点的映射点为经过该像素点的用户视线沿视线方向和物体第一次相交的交点；所述屏幕像素点到物体表面坐标点的映射的确定包括以下步骤：①点云数据的渲染，用于负责将采集到的点云数据在计算机屏幕上的渲染，并确定像素点的位置；②求解经过给定像素点的用户视线方程；③筛选用户视线附近的点云；④提取用户视线附近点云中的有效点集；⑤曲面拟合有效点集；⑥计算用户视线方程和拟合曲面的交点，即为像素点到点云表面的映射点；其中，所述步骤④中提取用户视线附近点云中的有效点集的过程包括如下步骤：(1)对用户视线附近点云中的每个点P_i，设定x_i为其到用户视点的距离在用户视线方向上的投影；(2)构造线性表L_p，存入用户视线附近的点云并按其对应的x_i由小到大排序；(3)计算L_p中相邻两点x_i的变化量，并顺序存入新的线性表L_x中；(4)设定n₁，n₂作为异常值判断的阈值，n₁为准异常值的阈值，其表示应继续检测下一个元素做判断，n₂为异常值的阈值；(5)建立集合S_p作为有效点集，初始化为L_p的前三个元素；(6)建立数组I_x，用于保存计算中的x_i的增加量，初始化为L_x的前两个元素，并设定循环变量i＝4；(7)当i>n时，停止并退出，n为L_p的长度；(8)计算I_x的中元素的平均值I_avg和标准差I_std；(9)执行tmp＝L_x[i‑1]‑I_x[i‑2]，如果tmp‑I_avg>n₁×I_std转到步骤(11)；(10)将L_p[i]放入集合S_p中，将L_x[i‑1]存入I_x，i＝i+1，转到步骤(7)；(11)如果tmp‑I_avg>n₂×I_std，则表示到达下一个表面，停止并退出；(12)执行tmp＝L_x[i]‑I_x[i‑2]，如果tmp‑I_avg>n₂×I_std，停止并退出；(13)将L_p[i]，L_p[i+1]放入集合S_p中，将L_x[i‑1]，L_x[i‑2]存入I_x，执行i＝i+2转到步骤(7)；(14)当算法停止并退出时，集合S_p即为用户视线附近点云中的有效的点集。