[发明专利]一种三维点云模型的分层深度剥离方法

权利要求书

1.一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)确定点云模型P⁰分层深度剥离的参数：

(2)对三维点云模型进行预处理：即平移点云模型中心至坐标原点，旋转视点，将视点变换到视点坐标轴N上，记预处理后的点云模型为P¹；

(3)计算点云模型中各采样点的法向，并对法向进行朝向一致化处理；

(4)计算点云模型的翻转点集；

(5)构建翻转点集的凸包，标记点云模型中的“备选可见点”；

(6)根据采样点的邻域可见性和法向约束判定“备选可见点”的可见性，确定“可见点”；

(7)对三维点云模型进行深度剥离，记剥离后的模型为P²；

(8)重复以实现点云模型的分层深度剥离：将当前点云模型P²视为预处理后的点云模型P¹，将分层计数器L增加1，重复步骤(5)至步骤(7)，直至P²变为空集为止。

2.根据权利要求1所述的一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，步骤(1)所述点云模型P⁰分层深度剥离的参数为：深度剥离的视点位置v⁰、视点坐标轴N、两个采样点邻近点的数量阈值参数k和K、点集翻转参数f、点集翻转系数a、采样点的邻近点数量阈值t1、采样点法向的相似度阈值t2、最小夹角阈值t3、最大夹角阈值t4；初始化分层计数器L。

3.根据权利要求1所述的一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，所述步骤(2)实现过程如下：

读取三维点云模型P⁰，计算P⁰的坐标轴向包围盒及其中心；同时平移三维点云模型P⁰与视点v⁰，使得轴向包围盒的中心位于坐标原点处；以坐标原点为中心，旋转平移后的三维点云模型P⁰及视点v⁰，使视点v⁰位于当前坐标系的坐标轴N上，得到平移、旋转后的点云模型P¹与视点v¹；确定从视点v¹指向坐标系原点的方向为点云模型P¹的深度剥离方向。

4.根据权利要求1所述的一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，所述步骤(3)实现过程如下：

遍历点云模型P¹中的每个采样点p¹，查找模型P¹中与点p¹距离最近的k个邻点，并根据这(k+1)个点的位置坐标估算采样点p¹的法向；对P¹中所有采样点的法向进行朝向一致化处理，使其在局部空间范围内统一指向点云模型的内部或外部。

5.根据权利要求1所述的一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，所述步骤(4)实现过程如下：

计算当前点云模型P¹中各个采样点p¹与v¹之间的距离d，根据参数f和系数a计算距离d对应的翻转距离D＝2(a*f-d)，沿视点指向点p¹的方向、以点p¹为起始点行进距离D，得到采样点p¹所对应的翻转点p^1*；收集P¹中所有点的翻转点，得到翻转点集P^1*。

6.根据权利要求1所述的一种三维点云模型的分层深度剥离方法，其特征在于，所述步骤(5)实现过程如下：

集合翻转点集P^1*中的各翻转点p^1*及视点v¹，生成新点集S；构建点集S的凸包，确定S中位于凸包上的点，即凸包点；将点云模型P¹中与各个凸包点对应的点标记为“备选可见点”。