[发明专利]一种点云几何细节特征去除方法

权利要求书

1.一种点云几何细节特征去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用滚动滤波方法对法向量场进行滤波，其公式如下：

式中，是归一化因子，k为迭代次数，是p_i点的第k+1次迭代滤波后的法向量，n为点云的顶点个数，n_j是p_j的原始法向量，是位置差权重，当p_j点与p_i点的欧氏距离越远时，权重越小；是法向量差权重，当p_j点的法向量与p_i点的法向量法向量差越大时，权重越小；通过上述两个权重，对模型内所有除p_i点之外的所有点的原始法向量进行加权平均，得到p_i点滤波后的法向量；

2)基于滤波后的法向量场对顶点位置进行更新，得到新的点云模型，需要定义如下的优化问题：

式中，用来保持更新后的顶点位置与滤波后的法向量场保持一致性，其中为两种权重因子组合，为归一化因子，是位置差权重，当p_j点与p_i点的欧氏距离越远时，权重越小；是法向量差权重，当p_j点的法向量与p_i点的法向量法向量差越大时，权重越小，这一权重用来约束来自模型中另外一个面上的点的法向量的拉动；为位置约束能量，γ_i为对非小特征点的移动惩罚权重；求解公式(2)得到的迭代求解公式为：

式中，t和t+1为第t次和第t+1次迭代，由此得到新的点位置通过迭代多次后得到更新后的点云模型；γ_i作为对非小特征点的移动惩罚权重，即对于需要保持的大特征区域处的点，此时该权重应大于预设值；而对于要抹除的小特征区域，因此该权重小于预设值；因此在进行完全顶点位置程序之前，需先进行一次λ＝0的迭代，得到并计算其中ε＝10^-5用来避免分母等于0的情况出现；

对于法向非连续过度的模型，会出现尖锐特征区域凹陷的情况，为了解决这种情况，需引入多法向来处理；因此在法向滤波后，按照候选特征点提取、提取特征区域骨架、重采样特征点、赋予特征点多法向，得到特征点的多法向，再根据多法向进行顶点位置更新。