(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210641190.X (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 青海师范大学 地址 810016 青海省西宁市城西区五四西 路38号 (72)发明人 张丹　马秀娟　仁青卓么 　闫玉环　 (74)专利代理 机构 成都东恒知盛知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 51304 专利代理师 李英 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06N 20/00(2019.01) G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 三维点云模型的相似性测量方法 (57)摘要 本发明涉及三 维点云模 型技术领域， 涉及一 种三维点 云模型的相似性测量方法， 包括： 一、 输 入3D点云模型； 二、 计算模型的PCL  LBO： 给定一 对3D点云， 在模型中， 实值函数f被定义在其面 上； 计算三维点 云模型PCL  LBO的谱分解， 得到其 特征值和特征向量； 三、 计算3D点云模型的 BSIHKS： 根据PCLLBO的特征值和特征向量， 在形 状表面的每个点定义一个形状谱描述符； 通过选 择有效的时间参数计算3D点云的BSIHKS； 四、 输 出3D点云模型的相似性： 基于3D点云模型的 BSIHKS值， 基于修正Hausdorff距离的相似度定 义一个要测量的度量。 本发明能较佳地无需预处 理即可进行三维点云相似性测量。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115170728 A 2022.10.11 CN 115170728 A 1.三维点云模型的相似性测量方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 一、 输入3D点云模型； 二、 计算模型的PCL  LBO： 给定一对3D点云模型， 在模型中， 实值函数 f被定义在其面上； 计算三维点云模型PCL  LBO的谱分解， 得到其特 征值和特 征向量； 三、 计算3D点云模型的BSIHKS： 根据PCL  LBO的特征值和特征向量， 在形状表面的每个 点定义一个形状谱描述符； 通过选择有效的时间参数计算3D点云的BSIHKS； 四、 输出3D点云模型的相似性： 基于3D点云模型的BSIHKS值， 基于修正Hausdorff距离 的相似度定义 一个要测量的度量。 2.根据权利要求1所述的三维点云模型的相似性测量方法， 其特征在于： 步骤二中， 计 算方法如下： 拉普拉斯算子是由欧氏空间中C2实值函数f的梯度和散度定义的微 分算子， 拉普拉斯算 子的表达式为： 其中 表示哈密顿算子， 根据梯度和散度的定义黎曼流形， 如 果g是M上的度量 张量， 那 么LBO表示 为： G为矩阵{gij}的行列式； 由于LBO是自伴和半正定的， 因此LBO在M上分解为特征值和特 征函数的矩阵积： ΔMφi＝λiφi， λi和φi是LB算子的第i个特征值和第i个特征值对应的特 征向量， 最小非零特征值为λ2； 在顶 点数为n的3D点云模 型上， 可以计算3D点云M上点pi处的 离散PCL LBO： 3.根据权利要求1所述的三维点云模型的相似性测量方法， 其特征在于： 步骤三中， 基 于机器学习中的合成特征方法， 引入特征商， 定义双时态缩放不变热核 特征BSIHKS， 同时模 拟了三维点云模型R表面上的小时间和大时间的热扩散过程： 其中ts和tb代表小时间和大时间级别； 然后给 出ts和tb的选择过程， 结果如下： ατ是每个形状点pi处热核特征的对数时间采样， ω是第i个特征值， 当α、 τ和ω的值已知权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115170728 A 2时， 的值为常数； 如果要平衡3D 点云模型的全局和局部特征， 需要尽可能多地描述不 同3D点云模型的局部 差异， 选择时间越小的tb， ts‑tb的差异越大， 结果越好。 4.根据权利要求1所述的三维点云模型的相似性测量方法， 其特征在于： 步骤四中， 两 个点集A和B之间的M HD(A， B)可以计算 为： 在计算d(A， B)时， 集合A(a∈A)和集合B中每个点之间的最小距离的平均值用于替换单 个最大最小距离， 反之亦然， 对于 d(B， A)来说， 最小距离是相同的； 在计算两个非空点集中 的MHD(A， B)时， 不需要在两个点集中具有相同数量的点， 也不需要找到相应的点； 使用 BSIHKS计算 一对3D点云模型M和N的之间的M HD定义为： 对于一对3D点云模型M和N， 基于BSIHKS的修正Hausdorff距离计算方向距离d(M， N)和d (N， M)的最大值， 这两个值测量点集的最大不匹配程度： 如果d(M， N)的值小， 则M和N更匹配， 反之亦然； 如果D(M， N)等于零， 则3D点云模型M和N完全匹配。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115170728 A 3