点云模型局部细节提取与融合技术研究

发布时间：2017-08-21 03:16

  本文关键词：点云模型局部细节提取与融合技术研究

  更多相关文章： 点云模型 浮雕 几何属性 光顺去噪 局部细节提取 融合

【摘要】：近年来,随着生活水平的提高,人们对满足审美要求的浮雕产品的需求不断增长。浮雕市场日益增长的需求对浮雕的个性化设计提出越来越高的要求,也即是人们需要满足个人喜好的浮雕而并不是标准化的浮雕,并且人们也可以同时参与浮雕的设计从而得到个人最满意的浮雕产品。因此,本论着重研究基于点云模型的局部细节提取以及融合设计,并结合企业实际需要开发了基于几何造型平台Open CASCADE的浮雕CAD软件,主要研究内容及取得的成果如下: (1)点云模型的几何属性求解对于点云模型,通过空间中块,改进K邻域搜索方式即结合空间球搜索与栅格逐层扩散搜索结合的搜索方式,提出了新的K邻域求解方法;通过协方差中析法实现点云模型的法矢和曲率求解,并且运用最小生成树实现法矢方向的调整;通过平台实现法矢曲率的显示,验证了其正确性;点云模型的几何属性的求解(包括K邻域、法矢和曲率的求解)为点云模型的光顺去噪,局部细节提取以及融合设计奠定了基础。 (2)点云模型的光顺去噪针对拉普拉斯光顺,邻域滤波以及平均曲率流的光顺去噪算法进行研究;对于各个算法的顶点漂移,保特征性,保体积性以及算法效率进行了详细的阐述;通过平台验证了各个光顺去噪算法的特性;点云模型的光顺去噪保证了点云模型的后续处理不受噪声的干扰。 (3)点云模型的局部细节提取运用交互式的方法实现了在点云主平面内绘制初始轮廓线;借鉴二维中像的Snake算法以及三维网格模型的Snake算法提出了点云模型的Snake算法,实现了对初始轮廓线的优化,得到锁定在点云模型特征附近的最终轮廓线;运用Z-MAP栅格数据结构实现了区域内的点云细节提取。 (4)点云模型的融合设计采用三维模型变换技术实现子点云模型几何变换,并且得到融合过渡区域;运用二维中形的偏距得到融合过渡区域的插值点;通过径向基函数实现使用插值点生成隐式曲面;使用MC算法实现隐式曲面的显示;将融合过渡区域点云与两个原始点云合并得到最终的融合后点云。 (5)开发浮雕CAD软件以具体浮雕产品为例,详细阐述了浮雕的几何属性的求解,实现浮雕模型的光顺去噪,浮雕模型的局部细节提取以及浮雕模型的融合设计全过程,给出多个应用实例。
【关键词】：点云模型 浮雕 几何属性 光顺去噪 局部细节提取 融合
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：J312;TP391.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14-15
• 1.2 相关技术研究15-17
• 1.2.1 三维几何模型表现形式15
• 1.2.2 三维模型的平滑与去噪15-16
• 1.2.3 三维模型的中割16-17
• 1.2.4 三维模型融合17
• 1.3 论论主要研究内容17-20
• 第二章 点云模型的几何属性求解20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 点云模型的k 邻域求解20-26
• 2.2.1 相关研究工作20-21
• 2.2.2 相关算法描述21-23
• 2.2.3 k 邻域求解算法23-26
• 2.3 点云模型的法矢和曲率求解26-29
• 2.3.1 法矢曲率计算26-27
• 2.3.2 基于最小生成树的法矢调整27-29
• 2.4 实验结果29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 点云模型的光顺去噪31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 拉普拉斯光顺31-32
• 3.3 邻域滤波方法32-34
• 3.3.1 双边滤波32-33
• 3.3.2 三边滤波33-34
• 3.4 平均曲率流法34-36
• 3.4.1 适定的各向异性的平均曲率流35
• 3.4.2 保体积流35
• 3.4.3 平衡曲率流35-36
• 3.5 实验结果36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 点云模型的局部细节提取39-51
• 4.1 引言39
• 4.2 Snake 算法概述39-41
• 4.2.1 二维中像模型中的Snake 算法39-41
• 4.2.2 三维模型中的Snake 算法41
• 4.3 点云模型的Snake 算法41-49
• 4.3.1 初始轮廓线的获得41-45
• 4.3.2 点云模型的能量表示45-46
• 4.3.3 点云模型的轮廓线的移动46-47
• 4.3.4 点云模型的细节提取47-49
• 4.4 实验结果49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 点云模型的融合51-64
• 5.1 引言51
• 5.2 点云模型的几何变换51-53
• 5.3 构建融合过渡区域53-61
• 5.3.1 融合过渡区域的确定53-55
• 5.3.2 径向基函数的基本理论55-56
• 5.3.3 径向基函数的隐式曲面建立56
• 5.3.4 约束点的描述56-57
• 5.3.5 隐式曲面的生成57-59
• 5.3.6 隐式曲面的显示59-61
• 5.4 实验结果61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 浮雕CAD 软件开发64-72
• 6.1 引言64
• 6.2 浮雕CAD 软件系统框架64-65
• 6.3 功能模块及应用65-71
• 6.4 本章小结71-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72
• 7.2 展望72-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 读研究生期间发表的论文80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卫炜;张丽艳;周来水;;一种快速搜索海量数据集K-近邻空间球算法[J];航空学报;2006年05期

2 平雪良;徐荣礼;孔俊;刘胜兰;;基于空间划分的海量数据K邻近新算法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年05期

3 许栋,张泉方,刘新国,鲍虎军,彭群生;一般多边形网格的几何压缩[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年09期

4 熊邦书,何明一,俞华t，

本文编号：710513