安　丽,游俊甫,官云兰

(东华理工大学 测绘工程学院，江西 南昌 330000)



改进的Hough变换提取点云数据球面特征

安丽,游俊甫,官云兰

(东华理工大学 测绘工程学院，江西 南昌 330000)

摘要：提出一种改进的Hough变换用于提取点云数据中的球面特征。该方法运用“4点定位法”与Hough变换基本方法相结合，可以快速定位球心坐标和球半径并提取出球面点。为验证方法的有效性，通过Matlab建立含噪点云仿真模型，对基本方法和改进算法进行比较。实验结果表明，提取点云数据的球面特征采用改进Hough变换算法速度更快、效率更高。

关键词：点云；Hough变换；噪声；克拉默法则；球面特征提取

在逆向工程中,从点云数据中进行特征提取成为模型重建的一个重要环节。1962年，Paul Hough提出一种从图像空间到参数空间的变换方法，即Hough变换，该方法对于提取直线特征有着较好的容错性和鲁棒性[1]，并且有很多改进算法[2-3]。在三维点云数据中提取平面特征、拟合平面方法上有一些研究[4-10]。本文基于Hough变换进行球面特征点提取的基本方法，提出一种改进方法，通过试验验证该方法的优越性。

1基于Hough变换方法提取球面特征

1.1基本Hough变换

1.1.1　基础理论

借鉴二维平面中基于Hough变换方法提取直线的思想，可得基于Hough变换(HT)的点云数据球面特征提取的基本方法。对于球面上的每一个点Pi(xi,yi,zi)，在已知半径的情况下进行Hough变换，点云数据空间映射为一系列球体集，即点云数据中某个点Pi(xi,yi,zi)对应于多个球心位置，即Pi(xi,yi,zi)⟺{Om1,n1,k1(am1,bn1,ck1)，Om2,n2,k2(am2,bn2,ck2)，…}，反之，某个球心坐标与一个点……