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申请/专利权人：西安交通大学;西安秦川思源测量仪器有限公司

摘要：本发明一种圆弧槽中不完整圆弧面点云拟合方法，包括：建立空间三维平衡kdtree数据结构；利用SVD分解法计算点云法向量；计算所有法向量与均值向量夹角的最大值，删除夹角小于最大值13的点；将剩余点云分为左右两部分并叉乘计算初始轴线方向；沿初始轴线方向投影点并计算投影点到拟合圆心点距离与半径差值的标准差；计算已知轴线及沿对应方向投影后的投影点到拟合圆心点的距离与半径差值的标准差；找出最小的Smin及方向向量以为轴线向量，重复，以最后一次的方向向量为最终轴线方向，拟合圆心点的坐标和圆半径。本发明能够在无初始轴线方向向量的情况下，自行计算较好初始轴向方向向量和快速搜索计算最优轴线方向向量和结果。

主权项：1.一种圆弧槽中不完整圆弧面点云拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：1获取原始圆弧面点云数据，对点云数据建立空间三维平衡kdtree数据结构；2利用空间三维平衡kdtree数据结构查找每个点的k个最临近点，基于k个最临近点利用SVD分解法计算每个点的法向量，k表示点云的总点数；通过所有点云坐标计算点云质心，利用点云质心转换每个点的法向量指向圆弧内侧；3计算所有法向量的均值向量，然后计算所有法向量与均值向量的夹角，获取夹角的最大值，以最大值的13作为阈值，将夹角小于阈值的点云删除；4通过欧式聚类方法，将剩余点云分为左右两部分，并分别计算左右两部分点云法向量的均值向量，利用两个均值向量叉乘获取圆柱的轴线方向向量5沿着轴线方向向量将所有原始圆弧面点云数据投影到过点云任意一点的二维平面上，利用最小二乘方法拟合圆，获得圆心和圆半径，计算所有投影点到圆心点的距离与半径差值的标准差s，作为判断最优轴线方向的参考值；6以当前轴线方向向量为基准，获取在其东、西、南、北、西北、西南、东北、东南且夹角为t的8个方向向量分别以这8个方向向量为轴线方向，执行步骤5，获得8个方向向量对应的8个标准差s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8；7找出s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8中最小的Smin及其对应的方向向量将Smin与s进行比较，如果Smin小于s，则令等于否则，令等于与的均值向量及t等于t2；8以为新的轴线向量，重复执行步骤5至步骤7，不低于500次，以最后一次的方向向量为最终轴线方向，沿着最终轴线方向，将所有原始圆弧面点云数据投影到过点云任意一点的二维平面上，利用最小二乘方法拟合圆，获得圆心点p的坐标x,y,z和圆半径r。

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