技术摘要：
本发明公开了一种点云误差方法，对实测点云和理论网格曲面进行以下处理：利用最近邻搜索方法，查找顶点V的邻近点集；计算顶点V与所述第一图形面片质心之间的欧式距离；以顶点V为圆柱几何中心，构建圆柱搜索空间；遍历邻近点集中的各点，从邻近点集中筛选出各个参考点，  全部
背景技术：
随着现代化制造业的不断发展，逆向工程技术得到了广泛的研究和应用；其中，三 维扫描建模是一种常见的逆向技术，其采用三维扫描测量设备对场景中的实体进行测量， 得到离散的点云数据；由于测量设备本身的精度误差，以及不可避免的电磁干扰，点云数据 存在误差(噪声)；为了计算误差、评估点云数据，往往需要利用被测实体的CAD数模作为参 考，进行误差计算；数模通常以网格曲面的形式作为表达，其包括图形面片、顶点及顶点序 列；为此，现有方法计算点云误差的方法为：计算实测点云中各个点到其最邻近图形面片之 间的有向距离，计算时，首先以所有图形面片作为候选对象逐一进行计算，经排序后得到最 邻近图形面片；这种计算方法，存在耗时长，效率低的问题。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出一种点云误差方法，可量化实测点云与待测物理论网 格曲面之间的误差，能够用于评估实测点云数据的质量。 本发明技术方案如下： 一种点云误差计算方法，记待测物数模的网格曲面为理论网格曲面，获取所述理 论网格曲面中任一图形面片的法向量、记任一图形面片的单个顶点为顶点V； 获取所述待测物表面的三维点云，将其记为实测点云；建立所述实测点云数据的 拓扑关系；记实测点云中的单个点为点S； 所述理论网格曲面与实测点云处于同一个空间坐标系； 对实测点云和理论网格曲面进行以下处理： 1)利用最近邻搜索方法，查找与顶点V相近邻的K个点S，将查找到的各点S记为顶 点V的邻近点集； 遍历所述理论网格曲面中的所有顶点V，得到各个顶点V对应的邻近点集； 2)将单个顶点V所在的任一个图形面片记为第一图形面片； I、计算顶点V与所述第一图形面片质心之间的欧式距离d；预先设置点云误差容许 值D、角度误差容许值β； 以顶点V为圆柱几何中心，d为圆柱半径、y×D为圆柱高度、顶点V和第一图形面片 法向量P建立的圆柱轴线l，构建圆柱搜索空间；系数y取值1.5～3； 计算邻近点集中的单个点J与圆柱轴线l之间的距离d1、与第一图形面片所在平面 的距离d2；点J的法向量Q与圆柱轴线l的夹角α； 若d1＜d，d2＜D，且α＜β，则将点J记为参考点； 遍历邻近点集中的各点，从邻近点集中筛选出各个参考点，并其存储为参考点集； II、求取参考点集的质心C，将其与顶点V之间的有向距离L记为点云误差； 4 CN 111599016 A 说　明　书 2/4 页 3)采用与步骤2)相同的方法，遍历所述理论网格曲面中的各个顶点V，得到各顶点 V对应的参考点集与理论网格曲面之间的点云误差；进而获得实测点云的误差分布。 进一步，若单个顶点V同时属于多个图形面片，为了获得更为丰富的点云误差，在 步骤2)中，将当前顶点V所在的多个图形面片分别记为第一图形面片，每次更新第一图形面 片，均进行步骤I、II。 进一步，步骤1)中，利用最近邻搜索方法查找与顶点V相近邻的K个点S的方法是： 设置搜索半径R，R≥D，以当前遍历的顶点V为中心，建立球状搜索空间，将该空间 内的的各个点S记为邻近点集。 优选， 进一步，若当前顶点V在球状搜索空间内未搜索到邻近点，或参考点集中无点，则 认为实测点云在顶点V处的偏差为无穷大。 进一步，所述理论网格曲面通过对待测物数模进行网格化处理获得；所述图形面 片为三角形面片或矩形面片。 进一步，步骤II中，所述有向距离L的方向符号与向量N与法向量P点乘结果相同， 所述向量N为顶点V指向质心C构成的向量。 优选，步骤I中，D＝0.5～8mm，β＝30°～60°。 进一步，建立实测点云数据的拓扑关系的方法包括：八叉树方法和K-D  tree方法。 进一步，步骤I中，获取当前遍历点的法向量Q的方法为：利用kd树当前遍历点周围 的10-40个点记为近邻点，根据最小二乘法将近邻点坐标拟合出第一平面，所述第一平面法 向量记为当前遍历点的法向量初始值，利用加权平均对法向量初始值进行修正，得到最终 的法向量。 本方法以理论网格曲面中的各顶点为遍历对象，通过筛选过程，准确的得到与其 邻近的各点S，将实测点云划分成各个参考点集，计算时，只需计算参考点集中的质心与顶 点之间的有向距离，即可得出该区域的点云误差；具有计算快速、数据有效的优点，实验得 出，采用本方法处理1亿实测点云数据，采用三角网格曲面，包含390万顶点，761万三角面 片，总耗时仅需14秒，可适用于实时解算，而采用传统方法时间往往需要耗时5分钟以上，不 适合在线评估。 附图说明 图1为实施例车身三角形网格模型及侧面实测点云分布示意图； 图2为实施例在单个三角形面片顶点V附近筛选邻近点、参考点的示意图； 图3为实施例中图形面片顶点与实测点云之间的误差分布图。