DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 06. 009

张晓帅，华顺刚. 结合平面投影与区域生长的点云表面重建［J］ . 机电工程技术，2020，49（06）：23-24.

结合平面投影与区域生长的点云表面重建
张晓帅，华顺刚
（大连理工大学机械工程学院， 辽宁大连116024）

摘要：为提高点云曲面重建的精度和效率，提出了一种将平面投影与区域生长相结合的散乱点云曲面重建方法。从散乱点云中选取局部点集，对其离散度进行判断，将较平滑的符合离散度要求的点集投影到二维平面并进行三角剖分，将三角剖分后点之间的拓扑连接关系映射回三维空间，实现该部分点云的表面重建，对剩余的散乱点用改进的区域生长法重建表面。实验结果表明，该算法能够重建出结构形态正确、保留物体细节信息的三维模型，降低曲面重建复杂度并提高其精确度。
关键词：平面投影；区域生长；离散度；表面重建
中图分类号：TP391.4    文献标志码：A   文章编号：1009－9492 ( 2020 ) 06－0023－02

Surface Reconstruction from Point Cloud Combining Plane Projection
and Region-growing
ZHANG Xiaoshuai，HUA Shungang
（School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China）

Abstract: In order to improve the accuracy and efficiency of point cloud surface reconstruction, a method of scattered point cloud surface reconstruction combining plane projection and region growth was proposed. Select the local point set from the scattered point cloud, judge its dispersion, project the smoother point set which meets the requirements of the dispersion to the two-dimensional plane and triangulate, map the top logical connection between the points after triangulation back to the three-dimensional space, realize the surface reconstruction f the partial point cloud, and reconstruct the surface of the remaining scattered points with the improved region growth method. The experimental results show that the algorithm can reconstruct the 3D model with correct structure and shape, retain the details of the object, reduce the complexity of surface reconstruction and improve its accuracy.
Key words: plane projection; region-growing; dispersion degree; surface reconstruction

引言
点云数据的表面重建是在已有点云数据的基础上还原空间点的几何拓扑结构，恢复物体模型的表面形状[1]。点云表面重建技术已经被广泛应用于制造业、医疗、文物保护以及地形测量等领域。随着技术手段的进步，获取的点云数据量越来越大，如何准确快速地处理这些数据，成为目前的紧要问题。目前，表面重建的算法主要有Kazhdan[2]和刘涛等[3]提出的泊松算法；Kuo[4]和薄志成等[5]提出的区域生长法；Edelsbrunner等[6]提出的四面体法；Gopiy[7]和李凤霞等[8]提出的平面投影方法等。
本文提出一种平面投影与区域生长相结合的散乱点云曲面重建方法。通过局部点云离散度计算，自适应地选择不同的重建方法，提高了重建效率，减少了重建时间。

结束语
本文算法结合了平面投影重建速度快和区域生长法准确度高的优点，把符合离散度条件的局部点集投影到二维平面上进行重建，降低了表面重建的复杂度，提高了表面重建的速度。用改进的区域生长法重建细节特征比较复杂、曲率变化比较大的部分，保证了重建表面的准确度。由于在区域生长算法中使用了拟合平面上空外接圆原则和分阶段重建的策略，避免了产生孔洞和错误的拓扑关系，保证了重建表面的完整性，提高了对点云模型的适应性。