MATLAB Alpha Shape算法检测边缘点

最新推荐文章于 2025-06-25 11:33:40 发布

原创

最新推荐文章于 2025-06-25 11:33:40 发布 · 1.3w 阅读

82 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#matlab

α-shapes的具体算法流程如下：

①从点集PS中任意选择一点P1开始，将与之距离小于2×α的点组成的新的点集PS2 如示意图4.3左图中的所有点，从PS2中任意选取一点P2 ，利用公式（4.1）和（4.2）求出过P1、P2 点的圆心P12。

②遍历点集PS2，依次求出（P1、P2 除外）其它点到P12的距离D：

a．如果求出的所有D均大于半径α，如示意图4.3（a）中的上方两圆，其内没有其他点，则可以判断出点P1和P2 是边缘轮廓点，P1 P2 是边界线段；

b．如果当求出的D中有小于半径α的值时，如图4.3（a）中的下方两圆，在圆内有其他点，则可以判断不是边缘轮廓点，停止遍历，转到③。

③选择PS2中的下一个点按步骤①、②进行判断，直到PS2中的全部点全部判断结束。

④取PS 中下一个点按步骤①、②、③进行判断，直到PS中的全部点判断结束。

当上述步骤运算结束后，离散点集PS的边缘轮廓点就被检测出来了，如图4.3（b）可以看出用α-shapes方法不光可以检测出凸多边形的边缘轮廓点，还可以检测凹多边形的边缘轮廓点，对有空洞的建筑物也可以进行边缘轮廓点的检测。

在我的程序中Y表示横坐标，Z表示纵坐标。有兴趣的专家可以稍作修改后参考看看。

% Alpha Shape算法检测边缘点
d

最低0.47元/天解锁文章

200万优质内容无限畅学

确定要放弃本次机会？

福利倒计时

: :

立减 ¥

普通VIP年卡可用

立即使用

天上地芒果

关注关注

6
点赞
踩
82

收藏

觉得还不错? 一键收藏
4
评论
分享

复制链接

分享到 QQ

分享到新浪微博

扫一扫
举报

举报

树冠体积计算——AlphaShape算法与MATLAB实现

BUG？不存在的！

08-06

1285

具体而言，AlphaShape算法可以通过给定的一系列点，生成一个与其点集相邻的曲面，以此来描述整个点集所组成的凸壳（Convex Hull）的形态。同时，AlphaShape算法还能够根据参数α的不同，得到不同形状的凸壳，可用于三维物体的重构和三维模型的设计。AlphaShape算法通过给定的一系列点，生成一个与其点集相邻的曲面，以此来描述整个点集所组成的凸壳的形态。本文使用了MATLAB的AlphaShape函数，结合给定的三维点云数据，成功地生成了相应的凸壳曲面。一、AlphaShape算法简介。

基于MATLAB的点云AlphaShape曲面重构

AuSwift的博客

09-21

909

点云是由大量离散的点构成的三维数据集合，常用于描述物体的形状和表面特征。点云曲面重构是将离散的点云数据转换为连续的曲面模型的过程。在MATLAB中，可以使用AlphaShape方法进行点云曲面重构，该方法基于Alpha形状理论，能够生成光滑的曲面模型。至此，我们完成了基于MATLAB的点云AlphaShape曲面重构。较小的Alpha值会生成更光滑的曲面，而较大的Alpha值会生成更粗糙的曲面。假设我们有一个点云数据集，存储在一个Nx3的矩阵中，其中N表示点的数量，3表示每个点的坐标（x、y和z）。

4 条评论您还未登录，请先登录后发表或查看评论

python ：alpha shapes 算法检测边界点

曼曼的博客

11-09

8373

def alpha_shape_2D(data, radius): """ alpha shapes 算法检测边缘 :param x: 原始点坐标集 x轴 :param y: 原始点坐标集 y轴 :param radius: 圆半径 :return: 边缘点集 """ x = data.x y = data.y count = len(x) i = 0 temp_i = i edge_x = []

α-Shape算法

最新发布

wu_jing_sheng0的专栏

06-25

673

plt.plot(x, y, 'o', color='blue', markersize=2, alpha=0.5, label='轨迹点')如果存在一个半径为1/α的广义圆，其边界通过点p和q，且不包含S中的其他点，则p和q之间形成α-Shape的一条边。print(f"地块 {i+1}: 面积 {field.area:.4f} (平方度)"):param points: 输入点集，格式为[(x1,y1), (x2,y2), ...]print(f"提取到 {len(fields)} 个有效地块")

matlab alpha-shape,利用Alpha-shape算法进行树冠三维模型构建

weixin_42139252的博客

03-17

736

[1] 虞思逸, 吴宾, 谈文琦,等. 利用车载激光扫描的城市森林三维绿量估算[J]. 测绘科学, 2015, 40(9):82-87.[2] 刘芳, 冯仲科, 杨立岩,等. 基于三维激光点云数据的树冠体积估算研究[J]. 农业机械学报, 2016, 47(3):328-334.[3] 贺鹏, 易正晖, 王佳. 基于地面激光扫描点云数据测定树木三维绿量[J]. 测绘通报, 2013(S2):104...

基于alpha shapes的边缘点提取（matlab）

05-02

3402

详细介绍matlab提取边缘点，并对滚动圆进行可视化

matlab alpha-shape,Geometry from alphaShape

weixin_36082987的博客

03-17

448

Geometry from alphaShapeCreate a 3-D geometry using the MATLAB alphaShape function. First, create an alphaShape object of a block with a cylindrical hole. Then import the geometry into a PDE model fro...

MATLAB-alphaShape三维使用

weixin_42626375的博客

10-05

3156

code: % 依据二维和三维中的点构建的多边形和多面体 clc;clear all; figure(1) [x1,y1,z1] = sphere(24); x1 = x1(:); y1 = y1(:); z1 = z1(:); x2 = x1+5; P = [x1 y1 z1; x2 y1 z1]; P = unique(P,'rows'); %unique数组中的唯一值,此 MATLAB 函数返回与 A 中相同的数据，但是不包含重复项。 % C 已排序。如果 A 是表或时间表，则 unique

alpha shape 介绍

07-10

alpha shape的基本介绍以及寻找convex hull的方法

matlab开发-alphaShape2im

08-27

matlab开发-alphaShape2im。将alphashape对象转换为二进制图像

MATLAB-alphaShape二维使用

weixin_42626375的博客

10-05

1186

clc;clear all; th = (pi/12:pi/12:2*pi)'; x1 = [reshape(cos(th)*(1:5), numel(cos(th)*(1:5)),1); 0];%numel数组元素的数目 y1 = [reshape(sin(th)*(1:5), numel(sin(th)*(1:5)),1); 0];%0的意义是显示圆心 x = [x1; x1+15];y = [y1; y1]; figure(1) plot(x,y,'.') axis equal figure(2) .

alpha shapes提取点云边界特征(C++版本)

03-24

alpha shapes提取点云边界特征(C++版本)基于PCL库写的alpha shapes算法，具体实现原理参考：https://blog.youkuaiyun.com/qq_36686437/article/details/115168516或者参考论文：[1]刘科. 平面点云边界提取算法研究[D].长沙理工大学,2017.P51-53

平面点云的轮廓线计算-alpha shapes算法原理和实现

zjjsd195的专栏

01-09

2万+

alpha shape算法又称为滚球法，是一种提取边界点的算法。跟凸壳提取相比，alpha shape算法能够了凹包情形，且对多个点云时能勾勒出多个边界线，这是他的优势。研究alpha shape算法的博文虽然不多，但也有相当数量了。但给出的算法大多有错误，或者只是部分实现。现将算法原理再梳理一遍。如上图所示，alpha shape算法就好像在散点上设置一个半径为alpha的球在上面滚动，最后出来的线就是轮廓线。因此这个算法的滚球半径不能太小，否则可能不能将散点全部包起来。 alpha sh

散点轮廓算法——Alpha Shapes

热门推荐

Quason的博客

02-15

2万+

背景项目原因，需要自动勾勒出一些密集散点的边界，最先想到的是凸包算法，但是明显不符合我的要求，比如我需要求下图（a）中的边界，但是用凸包算法得到的是（b）中的结果，我们理想的结果是（c）中得到的边界，这时候就要寻求另一种算法。在网上查找的过程中接触了Alpha Shapes的概念，发现正好满足我的要求，在此进行记录： Alpha Shapes表示一组无序空间点的边界，这个边界不一定是凸的，也...

树冠体积计算的AlphaShape算法（Matlab实现）

2301_79326588的博客

09-11

577

上述代码中，首先需要准备树冠点云的三维坐标数据，存储在一个Nx3的矩阵中。接下来，使用volume函数计算树冠的体积。最后，通过绘制alphaShape对象可视化树冠形状，并输出计算得到的树冠体积。较小的Alpha值会导致边界形状更加接近树冠的实际形状，但可能会产生噪点和不规则的形状。在树木生物量估算和森林资源管理中，树冠体积的计算是一个重要的任务。AlphaShape算法是一种常用的方法，用于计算树冠的体积。AlphaShape算法基于凸包和Alpha形状理论，通过构建树冠的边界形状，进而计算体积。

matlab 点云alphaShape曲面重构

点云侠的博客

01-21

4219

使用matlab对点云进行alphaShape曲面重构

MATLAB点云AlphaShape曲面重构

08-14

797

AlphaShape是一种在点云数据集上构建曲面的方法，可以通过定义一个参数alpha值来控制曲面的平滑程度。本文将介绍如何使用MATLAB实现点云的AlphaShape曲面重构，并提供相应的源代码。在实际应用中，我们可以根据具体需求调整AlphaShape方法的参数，如alpha值和细化参数，以获取更适合的曲面重构结果。通过点云的AlphaShape曲面重构，我们可以在三维空间中还原出更加平滑且具有连续性的曲面。函数可以根据指定的细化参数来减少曲面的面片数量，进一步提高曲面的性能和效果。

基于alpha shapes的点云边缘点提取（python版本）

06-14

5878

详细介绍了基于python、alpha shapes提取边缘点原理及过程

Alphashape算法

05-17

### AlphaShape算法的实现与应用 #### 一、AlphaShape算法简介 AlphaShape是一种基于点集几何结构的算法，广泛应用于三维建模、体积计算以及表面重建等领域。该算法通过调整参数`alpha`来控制生成形状的复杂程度和细节水平[^1]。 --- #### 二、AlphaShape算法的核心原理 AlphaShape算法的基础是凸包理论，但它允许生成非凸形状，因此更适合处理复杂的几何体。其核心在于定义一个球半径`alpha`，并以此决定哪些点之间的连接有效。较小的`alpha`值会产生更细致的形状，而较大的`alpha`值则趋向于生成更平滑的结果[^3]。 --- #### 三、AlphaShape算法的具体实现以下是使用MATLAB实现AlphaShape算法的一个典型例子： ```matlab % 输入：假设已有一个Nx3的矩阵points表示树冠点云数据 alpha = 1.0; % 设置Alpha参数，控制形状的光滑度 shp = alphaShape(points(:, 1), points(:, 2), points(:, 3), alpha); % 构造AlphaShape对象 volume = volume(shp); % 计算体积 figure; plot(shp); % 可视化结果 disp(['树冠体积：', num2str(volume)]); % 显示体积 ``` 上述代码展示了如何利用MATLAB内置的`alphaShape`函数完成树冠体积的计算。通过设置合适的`alpha`值，可以精确地拟合目标物体的边界[^2]。 --- #### 四、Python中的AlphaShape实现除了MATLAB外，在Python中也可以借助第三方库（如Shapely）实现AlphaShape算法。以下是一个简单的示例： ```python from shapely.geometry import MultiPoint, Polygon import matplotlib.pyplot as plt from descartes import PolygonPatch def alpha_shape(points, alpha): from alphashape import alphashape return alphashape(points, alpha) # 示例点集 points = [(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0.5, 0.5)] # 调整alpha值以改变形状 alpha_value = 0.2 shape = alpha_shape(points, alpha=alpha_value) # 绘制结果 fig, ax = plt.subplots() ax.scatter(*zip(*points)) ax.add_patch(PolygonPatch(shape, alpha=0.2, color='blue')) plt.show() ``` 这段代码演示了如何在二维空间中创建AlphaShape，并将其可视化[^4]。 --- #### 五、AlphaShape的应用场景 1. **树冠体积计算** 利用AlphaShape算法可以从树木的三维点云数据中提取出树冠的实际体积，这对于林业资源管理和生态研究具有重要意义。 2. **医学影像分析** 在CT或MRI扫描图像中，可以通过AlphaShape算法分割特定器官或病变区域的轮廓，并进一步估算其体积。 3. **地理信息系统(GIS)** AlphaShape可用于地形建模，帮助生成地貌特征图层或者评估土地覆盖情况。 4. **机器人路径规划** 结合传感器获取的环境点云数据，AlphaShape可以帮助构建障碍物模型，辅助机器人导航决策过程。 --- #### 六、注意事项 - 参数`alpha`的选择至关重要，过小可能导致过度拟合噪声；过大可能丢失重要细节[^3]。 - 数据质量直接影响最终结果的质量，建议预处理原始点云以去除异常值和冗余信息。 ---