網(wǎng)格重構(gòu)及特征提取技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在計算機圖形學、數(shù)字幾何處理、CAD建模、數(shù)字娛樂等領(lǐng)域經(jīng)常需要對通過三維掃捕儀獲得的模型進行數(shù)字化。一種是點云模型,以離散采樣點為基元的幾何模型,具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、存儲空間緊湊,表達復雜表面細節(jié)的能力等優(yōu)點。然而,點云模型一般不能直接被應(yīng)用,需對其進行曲面重構(gòu),這種處理方式也稱為逆向工程。另一種是網(wǎng)格模型,但通常的三維掃描系統(tǒng)一次只能得到物體的一個側(cè)面的數(shù)據(jù),為了得到物體完整的數(shù)據(jù)信息,一般采用多視角,從多個角度進行檢測和掃描,由于在

2、不同視角進行測量的坐標系統(tǒng)不同,所以必須將多視角下測量的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行配準,將其轉(zhuǎn)換到同一坐標系下,然后進行網(wǎng)格融合,得到整個表面的形狀信息?,F(xiàn)在三角網(wǎng)格是3D應(yīng)用領(lǐng)域一種比較主流的模型表示方式,具有很多優(yōu)點,所以基于網(wǎng)格的特征提取具有很重要的理論及應(yīng)用價值。
   本文以點云和網(wǎng)格模型為研究對象,研究曲面網(wǎng)格重構(gòu)的兩種方式,即點云網(wǎng)格重構(gòu)和網(wǎng)格融合,這兩種方法的處理方式不一樣,應(yīng)用領(lǐng)域也不一樣。此外還研究了離散網(wǎng)格曲面的曲率計算

3、和特征提取。本文的研究成果主要分為以下三部分:
   (1)提出了基于點云幾何和形狀特征曲面網(wǎng)格重構(gòu)算法,該算法基于點云的幾何和形狀特征,首先根據(jù)點云的幾何分布進行分類,然后再根據(jù)點的局部形狀特征進行分類,接著對每類點進行局部網(wǎng)格重構(gòu),最后進行后續(xù)處理以修補拓撲和幾何錯誤。實驗結(jié)果表明該算法是強健和有效的,能生成高質(zhì)量的網(wǎng)格,并且能很好的保持模型的幾何和形狀特征。
   (2)提出了基于網(wǎng)格模型改進的配準算法,并根據(jù)該配

4、準算法提出了基于網(wǎng)格重構(gòu)的網(wǎng)格融合算法,首先求出兩張網(wǎng)格曲面的重疊區(qū)域,然后刪除重疊區(qū)域的冗余三角形,對重疊區(qū)域的點云數(shù)據(jù),進行重采樣,接著對該部分數(shù)據(jù)進行重構(gòu),得到一張網(wǎng)格,然后再與原兩張網(wǎng)格在邊界進行拼接,最后得到一張完整的曲面網(wǎng)格,實驗結(jié)果表明,該算法能有效地進行網(wǎng)格融合,并且速度比較快,效率比較高。
   (3)研究并實現(xiàn)了離散網(wǎng)格曲面的幾種曲率計算方法,對各種方法的優(yōu)劣進行了分析,然后在計算的曲率的基礎(chǔ)上,研究實現(xiàn)了幾

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