基于BSP樹(shù)的點(diǎn)云精簡(jiǎn)方法研究.pdf

1、逆向工程指的是根據(jù)現(xiàn)有的模型，利用數(shù)字化測(cè)量設(shè)備獲取實(shí)體數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，構(gòu)建一個(gè)完整的實(shí)體模型。逆向工程的流程一般包括數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)預(yù)處理，曲面擬合和實(shí)體模型生成四個(gè)部分。由于目前采用的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備為激光測(cè)量設(shè)備，它可以從產(chǎn)品表面獲取大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，可達(dá)到幾十萬(wàn)或幾百萬(wàn)。如此巨大的數(shù)據(jù)量，不僅加大了系統(tǒng)的負(fù)荷，而且大大降低后續(xù)處理的效率，所以必須事先進(jìn)行數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)處理。 本文主要研究基于點(diǎn)的簡(jiǎn)化方法，首先介紹如何根據(jù)

2、空間數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置關(guān)系計(jì)算曲面的幾何信息，如單位法向量和曲率等。在法向調(diào)整問(wèn)題上，本文借鑒武劍潔的“環(huán)推衍法”思想，提出一種新的法向調(diào)整方法。 其次，對(duì)Pauly等人提出的層級(jí)聚類(lèi)方法進(jìn)行討論，主要工作是對(duì)此方法的不足之處進(jìn)行修正： 1．原方法把計(jì)算局部點(diǎn)云的曲面變化最大方向的方法，用來(lái)對(duì)全局點(diǎn)云進(jìn)行曲面最大變化方向的計(jì)算，沒(méi)有考慮此局部計(jì)算方法對(duì)全局點(diǎn)云的適用性。本文考慮到距中心不同點(diǎn)對(duì)計(jì)算曲面變化最大方向的不同影響，采

3、用加權(quán)系數(shù)對(duì)該影響進(jìn)行修正。 2．原方法中選取聚類(lèi)單元中心點(diǎn)為代表點(diǎn)，因?yàn)橹行狞c(diǎn)不一定是原始采樣點(diǎn)，會(huì)造成重建的曲面上出現(xiàn)非預(yù)期的凸出和凹入三角片。本文以距中心最近點(diǎn)為代表點(diǎn)，可以有效避免了重建誤差產(chǎn)生的可能性。 3．相近表面情形存在，將會(huì)導(dǎo)致重建模型出現(xiàn)非流形錯(cuò)誤。本文根據(jù)J0ng和Lee判斷相近表面方法，提出一種修正相近表面的方法，該方法包含兩部分：對(duì)于包含三點(diǎn)以上的聚類(lèi)單元，引入輔助點(diǎn)判斷相近表面；對(duì)于含三點(diǎn)及以下