NX8.5,二次开发,C++ 写一个OBB算法,获取对象的最小包容盒
时间: 2023-12-14 17:39:59 浏览: 156
OBB (Oriented Bounding Box) 算法是一种用于计算三维物体的最小包容盒的算法。通过将物体旋转至合适的方向,可以得到物体的最小外接矩形,从而得到物体的最小包容盒。
以下是一个简单的 C++ 实现,假设你已经有了一个表示三维物体的点云数据结构:
```cpp
#include <cmath>
#include <vector>
struct Point3D {
double x;
double y;
double z;
};
struct OBB {
Point3D center; // 中心点
Point3D axis[3]; // 三个轴向量
double extent[3]; // 三个半径
};
// 计算点集的中心点
Point3D computeCentroid(const std::vector<Point3D>& points) {
Point3D centroid = {0, 0, 0};
for (const auto& point : points) {
centroid.x += point.x;
centroid.y += point.y;
centroid.z += point.z;
}
centroid.x /= points.size();
centroid.y /= points.size();
centroid.z /= points.size();
return centroid;
}
// 计算点集的协方差矩阵
std::vector<std::vector<double>> computeCovariance(const std::vector<Point3D>& points, const Point3D& centroid) {
std::vector<std::vector<double>> covariance(3, std::vector<double>(3, 0));
for (const auto& point : points) {
covariance[0][0] += (point.x - centroid.x) * (point.x - centroid.x);
covariance[0][1] += (point.x - centroid.x) * (point.y - centroid.y);
covariance[0][2] += (point.x - centroid.x) * (point.z - centroid.z);
covariance[1][0] += (point.y - centroid.y) * (point.x - centroid.x);
covariance[1][1] += (point.y - centroid.y) * (point.y - centroid.y);
covariance[1][2] += (point.y - centroid.y) * (point.z - centroid.z);
covariance[2][0] += (point.z - centroid.z) * (point.x - centroid.x);
covariance[2][1] += (point.z - centroid.z) * (point.y - centroid.y);
covariance[2][2] += (point.z - centroid.z) * (point.z - centroid.z);
}
for (auto& row : covariance) {
for (auto& val : row) {
val /= points.size();
}
}
return covariance;
}
// 将矩阵分解为三个轴向量和三个半径
void computeOBB(const std::vector<Point3D>& points, OBB& obb) {
// 计算点集的中心点和协方差矩阵
Point3D centroid = computeCentroid(points);
std::vector<std::vector<double>> covariance = computeCovariance(points, centroid);
// 对协方差矩阵进行特征值分解
double eigenvalues[3];
double eigenvectors[9];
jacobi(covariance[0].data(), eigenvalues, eigenvectors);
// 将特征向量作为轴向量,并计算半径
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
obb.axis[i] = {eigenvectors[i], eigenvectors[3+i], eigenvectors[6+i]};
obb.extent[i] = 0;
for (const auto& point : points) {
double distance = fabs((point.x - centroid.x) * eigenvectors[i] +
(point.y - centroid.y) * eigenvectors[3+i] +
(point.z - centroid.z) * eigenvectors[6+i]);
if (distance > obb.extent[i]) {
obb.extent[i] = distance;
}
}
}
// 设置中心点
obb.center = centroid;
}
```
其中,`computeCentroid` 函数用于计算点集的中心点,`computeCovariance` 函数用于计算点集的协方差矩阵,`jacobi` 函数是一个用于计算特征值和特征向量的函数(需自行实现),`computeOBB` 函数用于将矩阵分解为三个轴向量和三个半径,并设置中心点。
使用时,只需要将点云数据传入 `computeOBB` 函数即可得到最小包容盒的信息。注意,`jacobi` 函数需要自行实现,可以使用 Jacobi 方法或其他方法进行实现。
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