基于交叉轮廓线法向的矿体建模方法、装置及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114241149A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111468183.6(22)申请日2021.12.03(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人钟德云吴照浩李照鹏王李管胡建华毕林(74)专利代理机构长沙瀚顿知识产权代理事务所(普通合伙)43223代理人吴亮朱敏(51)Int.Cl.G06T17/10(2006.01)G06T7/66(2017.01)G06K9/62(2022.01)G06V10/77(2022.01)权利要求书2页说明书10页附图6页(54)发明名称基于交叉轮廓线法向的矿体建模方法、装置及存储介质(57)摘要本申请公开了一种基于交叉轮廓线法向的矿体建模方法、装置及存储介质。该方法包括：基于矿体的三维交叉轮廓线构建具有拓扑邻接关系的虚拟网络；基于PCA方法求取轮廓线的交叉点法向量；基于各交叉点法向量求取轮廓线中多段线的首段法向量和/或尾段法向量；基于线性插值法求取轮廓线中各多段线的中间段法向量；基于法向传播，对多段线法向进行方向一致化处理；基于隐式函数对法向方向一致化处理后的多段线进行建模，得到目标矿体模型。基于上述处理，可以得到符合建模要求的交叉轮廓线的各多段线的法向，从而进行隐式建模，能够高效地构建随生产不断变化的矿体模型，在矿山建模中具有广阔的推广应用前景。CN114241149ACN114241149A权利要求书1/2页1.一种基于交叉轮廓线法向的矿体建模方法，其特征在于，包括：基于矿体的三维交叉轮廓线构建具有拓扑邻接关系的虚拟网络；基于主成分分析PCA方法求取轮廓线的交叉点法向量；基于各交叉点法向量求取轮廓线中多段线的首段法向量和/或尾段法向量；基于线性插值法求取轮廓线中各多段线的中间段法向量；基于法向传播，对多段线法向进行方向一致化处理；基于隐式函数对法向方向一致化处理后的多段线进行建模，得到目标矿体模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于主成分分析PCA方法求取轮廓线的交叉点法向量，包括：针对轮廓线的交叉点，在与所述交叉点相连的多条多段线的首段上截取与所述交叉点相距设定长度的点作为归一化邻域点；基于所述交叉点对应的归一化邻域点求取的最小二乘平面，生成所述交叉点的交叉点法向量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各交叉点法向量求取轮廓线中多段线的首段法向量和/或尾段法向量，包括：针对交叉点，基于相连的多段线的首段方向向量与所述交叉点的交叉点法向量，求取所述首段方向向量与所述交叉点法向量所在平面的第一法向量；基于所述第一法向量与所述首段方向向量求取所述多段线的首段法向量；和/或，针对交叉点，基于相连的多段线的尾段方向向量与所述交叉点的交叉点法向量，求取所述尾段方向向量与所述交叉点法向量所在平面的第二法向量；基于所述第二法向量与所述尾段方向向量求取所述多段线的尾段法向量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于线性插值法求取轮廓线中各多段线的中间段法向量，包括：若多段线的首段和尾段均与交叉点相连，则根据所述多段线的首段法向量和尾段法向量，基于线性插值法求取所述多段线的各中间段法向量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于线性插值法求取轮廓线中各中间段法向量，包括：若多段线仅首段或者尾段与交叉点相连，则根据与所述交叉点相连的首段法向量或者尾段法向量，基于线性插值法求取所述多段线的各中间段法向量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于法向传播，对多段线法向进行方向一致化处理，包括：针对单条多段线，基于相邻两线段分别对应的方向向量在过线段交点且与两线段切平面垂直的平面内的投影向量与线段法向量的叉乘作为判断向量，进行法向方向一致化处理，使得单条多段线的各法向量方向一致；基于法向传播，根据交叉点的交叉点法向量和与交叉点相连的各线段的法向量的点乘，对多条多段线的法向量进行方向一致化处理。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于隐式函数对法向方向一致化处理后的多段线进行建模，得到目标矿体模型，包括：2CN114241149A权利要求书2/2页对法向方向一致化处理后的多段线，基于径向基函数插值方法得到表征矿体模型的隐式函数；基于移动立方体方法对所述隐式函数进行曲面重构，得到目标矿体模型。8.一种基于交叉轮廓线法向的矿体建模装置，其特征在于，包括：拓扑构建模块，用于基于矿体的三维交叉轮廓线构建具有拓扑邻接关系的虚拟网络；交叉点法向量确定模块，用于基于主成分分析PCA方法求取轮廓线的交叉点法向量；首尾段法向量确定模块，用于基于各交叉点法向量求取轮廓线中多段线的首段法向量和/或尾段法向量；中间段法向量