一种统一的圆锥、圆台、圆柱拟合方法

摘要

本文在已有算法的基础上给出了一种基于落在小立方体内的点,利用最小二乘来拟合圆的方法,来获取类圆柱体(圆柱、圆锥、圆台)的顶面和底面参数.本文认为:对于类圆柱体,主要针对圆锥、圆柱和圆台,将圆锥视为一个基类,当其不断生长变化时,若底面和顶面半径相等,则为一个圆柱,当顶面和底面不相等时,则为圆台.具体做法为:根据RANSAC得到的轴向,利用四元数旋转方法将其旋转到标准位置上(任一坐标轴,如Z轴),通过遍历点的方法得到实体的范围[min,max],然后采用移动平面的方法来搜寻落在各个立方体内的点,采用一定的移动步长(如0.01),统计点云数据落在该平面一定阈值范围内点的个数,通过统计数据前后两次变化的最大值,即为顶面和底面.利用最小二乘拟合圆来得到顶点和底点,以及顶面半径和底面半径.最后结合实验仿真数据和实测数据进行了验证,证明了该方法的可行性以及有效性,并进行了精度分析,优于之前的算法.