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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所;中国航空制造技术研究院申请的专利一种基于三维点云的导管脊线提取方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115861157B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111134927.0，技术领域涉及：G06T7/00；该发明授权一种基于三维点云的导管脊线提取方法是由夏仁波;张天宇;曾元松;吴为;赵吉宾设计研发完成，并于2021-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于三维点云的导管脊线提取方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于三维点云的导管脊线提取方法，包括以下步骤：首先，输入导管的公称半径和表面原始三维点云，计算三维点云的表面点法向量，对表面点进行空间栅格化并提取导管区域的有效栅格；然后，通过比较有效栅格被表面点法线穿透的次数，得到导管的脊线生长初始点并优化；最后，由初始点向两侧生长，根据对应的表面点集进行拟合优化，计算得到所有的脊线点，对脊线点进行有序化，完成导管的脊线提取。本发明可适应不完整的导管表面三维点云数据，不受导管的三维形态影响，精度高，通用性好，具有较好的稳定性。

本发明授权一种基于三维点云的导管脊线提取方法在权利要求书中公布了：1.一种基于三维点云的导管脊线提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：设定导管的公称半径R和表面原始三维点云P； 步骤2：对导管弯曲段的表面三维点云进行预处理，得到带有法向量的表面点和导管区域的有效栅格；所述对导管弯曲段的表面三维点云进行预处理，得到带有法向量的表面点和导管区域的有效栅格，包括以下步骤： 2a.对三维点云中的每个点pi，以其为中心划定半径为rnl区域，rnl＝R8，获得区域内的其它点；对这些点进行平面拟合，计算平面的单位法向量νi； 2b.对导管表面点进行空间栅格化：计算导管表面点的最小外接长方体，使得长方体各边分别与x、y和z轴平行，将长方体所在空间沿x、y、z轴，按边长rgrid连续切割为微小立方体，得到栅格； 2c.提取导管区域的有效栅格：计算每个栅格中心点与其最近的表面点之间的距离，若距离小于导管的公称半径R，则栅格认为是有效栅格；否则剔除该栅格；提取的有效栅格中心记为gn； 步骤3：通过比较有效栅格被表面点法线穿透的次数，得到导管的脊线生长初始点并优化；以穿透次数最高的栅格中心作为脊线生长初始点； 步骤4：由初始点向两侧跟踪生长，计算得到导管所有的脊线点；所述由初始点向两侧跟踪生长，计算得到导管所有的脊线点，包括以下步骤： 4a.以脊线的初始生长点Sk’的切线方向搜索下一个脊线点的候选点Sk+1；确定导管表面点集CPk+1；在集合CPk+1内选取长度为Δ的微短圆柱，组成截交圆点集SCk+1；所述微短圆柱以Sk’的切线为圆柱中心轴线； 4b.对点集SCk+1进行空间圆柱拟合，将脊线候选点Sk+1投影到圆柱轴线上，得到优化后的脊线点S’k+1；比较该脊线点切线向量与上一脊线点切线向量的方向，判断是否调整该脊线点切线方向； 将脊线点S’k+1和切线向量代入4a-4b，继续向下生长脊线点； 4c.如果截交圆点集SCk+1中的点数小于a，更新脊线候选点Sk+1计算为： l′step＝5·lstep 其中lstep为生长步长； 重复4a，计算更新后脊线候选点Sk+1对应的截交圆点集，并更新点集SCk+1； 如果更新后的点集SCk+1中的点数大于a，进行步骤4b，计算并更新脊线点S’k+1和切线向量否则，认为脊线点生长到导管端部，停止该方向的生长； 4d.脊线初始点一侧的脊线点生长完成后，进行另一侧的脊线点生长；调整脊线初始点生长方向，计算为： 重复步骤4a-4c，完成脊线初始点另一侧的脊线点生长； 步骤5：根据脊线初始点两侧的脊线点生长顺序，对脊线点进行有序化处理，完成导管的脊线提取。

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