计算机应用

作者：杨国威, 陈绮帆, 刘新月, 王校阳

单位：天津科技大学 电子信息与自动化学院，天津 300222

关键词：三维点云,髋臼锉,点云边界提取,点云分割,点云曲面拟合

基金：国家自然科学基金资助项目(51805370);天津市自然科学基金资助项目(20JCQNJC00120)

髋臼锉是髋关节置换手术中最重要的手术刀具之一，髋臼锉锉齿的尺寸变化会影响髋臼锉对髋臼的铣削质量。通过处理髋臼锉三维点云可以检验髋臼锉的磨损情况，为此提出基于三维点云处理的髋臼锉锉齿尺寸分析的算法。首先结合锉齿孔洞具有点云的边界特征引入微切面法，利用最大夹角准则获取髋臼锉点云的边界；然后通过K-means聚类算法分割点云边界以标记不同齿孔位置，并对分割出的各个齿孔边界点云进行半径最近邻搜索获取隶属不同的锉齿孔的齿刃点云；最后通过RANSAC（RANandom SAample Consensus）算法对髋臼锉三维点云进行球面拟合，计算各齿孔上的齿刃点云到拟合球心的欧氏距离来分析髋臼锉的切削齿尺寸。以PCL（Point Cloud Library）为框架，实现了对髋臼锉锉齿点云的处理，其中髋臼锉点云的齿孔分割准确度达到100%，髋臼锉点云球面拟合半径精度达到0.004 mm；并对各个锉齿点云尺寸范围进行了分析。实验结果表明，所提算法对髋臼锉点云处理效果好，能有效地实现髋臼锉锉齿尺寸分析。

来源：2024年第1期

《计算机应用》期刊编辑部

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