Python找到3D点云或3D船体的长轴

Question

我试图找到3D对象的“长轴”（描述为3D布尔或标签数组），该对象通过该对象的质心（或靠近）。

我想认为我可以简单地迭代对象中的每对点，然后在它们之间的最大距离中选择对，但是在下面的示例对象的情况下，该线不会穿过对象的中心。

同样，我认为我可以计算每对点之间的距离，以发现最长的一对在中心的最小距离内，但我担心自己在重新发明轮子。似乎应该有一些最小二乘线的拟合，但是我能够挖掘的唯一解决方案是2D阵列。

任何建议将不胜感激。

以下代码显示非常简单的3D形状的尺寸。我实际上感兴趣的形状包含数千个点，并且更复杂，但在1）两个点之间的最大距离可能远离对象的中心，2）它们连接，以便可以用一个来描述它们单连接轮廓。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# make a simple 3D shape
t = [[[0,0,0,0,0],
      [0,0,1,0,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0]],

     [[0,0,0,0,0],
      [0,0,1,0,0],
      [0,1,1,1,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0]],

     [[0,0,0,0,0],
      [0,0,1,0,0],
      [0,1,1,1,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0]],

     [[0,0,0,0,0],
      [0,0,1,0,0],
      [0,1,1,1,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0]],

     [[0,0,0,0,0],
      [0,0,1,0,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0],
      [0,0,0,0,0]]]

t = np.array(t)

# find the centroid of the object
coords = np.where(t == 1)
x = np.mean(coords[0])
y = np.mean(coords[1])
z = np.mean(coords[2])

# show the object at different angles
fig, (ax1, ax2, ax3) = plt.subplots(1, 3)
ax1.imshow(np.max(t, axis=0))
ax1.plot(x,y, 'ro')
ax1.set_title('xy')
ax2.imshow(np.max(t, axis=1))
ax2.plot(x,z, 'ro')
ax2.set_title('xz')
ax3.imshow(np.max(t, axis=2))
ax3.plot(y,z, 'ro')
ax3.set_title('yz')
plt.show()

Answer 1

解决方案是在这里

只需使用

image=np.array([[0,0,0,0,0],
                [0,0,1,0,0],
                [0,1,1,1,0],
                [0,0,0,0,0],
                [0,0,0,0,0]]