基于高斯映射的柱面与锥面点云拟合.pdfVIP

维普资讯 · 设计与研究 · 组合机床与自动化加工技术 文章编号：1001—2265(2007)08—0028一o5 基于高斯映射的柱面与锥面点云拟合 李岸，管爱枝 (浙江科技学院 机械与汽车工程学院，杭州 310023) 摘要：由于点云数据中存在噪声的影响，采用基于点云数据的拟合算法对圆柱面和圆锥面拟合时进行， 获得的拟合初值不稳定，从而严重影响了最终拟合曲面的准确性。针对这一重要 问题，提出了一种高斯 映射方法来获得 良好的拟合初值算法。该算法将柱面和锥面的单位法矢映射到单位球上，形成高斯映 像。利用聚类分析方法剔除高斯映像数据中的噪声，获得干净的高斯映像数据，利用这些干净的高斯映 像数据获得准确的轴线方向和轴线位置 ，确定了较好的拟合初值，最后采用非线性最小二乘方法获得准 确的柱面和锥面。 关键词：反求工程；曲面拟合；圆柱面；圆锥面；拟合初值；高斯映射 中图分类号： 91．72 文献标识码 ：A FittingPointCloudtoConeandCylinderBasedonGaussianImage U An．GUAN Ai-zhi (SchoolofMechanicalnadAutomotiveEngineering，ZhejiangUniversityofsciencenadtechnology，Hnagzhou 310023，China) Abstract：Asforthepohatdataareaffectedbynoiseinponitcloud，theniitialestimatesareusuallyunstable thatoftenleadstofailureornicorrectresultni theprocessoffittnigponitcloudtoconeorcylnider．Asregard tothisimportnatproblem，aGaussian imagebasde algorithm isproposde toobtaingoodniitial estimates ．In thismethod，theGaussian~nage ofaocneoracylinderisfirstobtainde andthne clusteranalysisisapplide to rme ovnigthenoisedataandacquiringthecleandata．Theaccuratedirectionnadpositionoftherotational axis， as oneofthemostimportnatparametersofniitialestimates，Cna becalculatde from thesecleandata．Atlast，a nonlinearleast-squares methodisusde torefniethesolution． Keywords：reverseengineering；surfacefittnig；cylinder；ocne；niitial estimates；Gaussina image 0 前言 来拟合圆柱面和圆锥面等二次曲面的非线性最dx_-．乘 拟合 。LukdcsLj用 “忠实距离(Faithfuldistance)”取代 大多实物特别是机械零件的表面常常是由平面、 空间数据点到二次曲面 “真实距离 (Truedistance)”进 球面、圆柱面、圆锥面以及 圆环面等二次曲面构成，或