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隐式曲面重建方法研究

文章通过研究逆向工程中的关键技术三维散乱点云曲面重建技术,对现有的隐式曲面重建方法  (本文共1页) 阅读全文>>

中国计量学院
中国计量学院

基于改进的径向基函数网络的3D隐式曲面重构算法研究

本文主要研究和讨论了基于径向基函数的三维散乱点云数据隐式曲面重建问题.针对局部的隐式曲面重建方法,本文主要完成了如下工作:首先,对于存在空洞的数据模型,全局多尺度的径向基曲面重建方法能有效地修复空洞.但是该方法是属于全局方法,也就是,当数据规模太大时,计算矩阵会很大,以至于超出现有的计算水平.为了能够有效重建数据规模大、拓扑结构复杂、存在空洞的模型,我们提出了局部多尺度径向基曲面重建方法.该方法将多尺度方法修复空洞的优势和局部方法重建效率高的优势相结合,得到了不错的重建效果.然后,我们考虑当数据样本量很大时,在一定重建视觉需求下,数据样本实际上存在冗余的情况.基于这个考虑,我们将l1稀疏正则化理论应用到曲面重建问题中,实际上就是对所有插值数据点加入一个l1范数约束,使得求解得到的系数具有稀疏性.根据得到的系数值,相应地删除掉那些值很小的数据点,也就是认为这些数据点对重建函数的贡献可以忽略,保留贡献大的数据点.最后的实验结果表明,...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于散乱点云数据的隐式曲面重建研究

逆向工程作为现代设计和制造的重要技术手段,是CAD/CAM领域缩短产品再设计与制造周期的重要技术之一。同时在汽车、娱乐、医疗等行业有广阔的应用前景。而曲面重建问题正是逆向工程中的关键内容。随着三维激光扫描仪的广泛使用,如何将采样得到的规模庞大,分布密集无规律,且无拓扑连接信息的散乱数据进行曲面造型已成为了热点研究问题,形象地称其为点云数据曲面重建。本文的研究内容集中于点云数据的预处理和隐式曲面重建,目标是对于任意点云数据都可以建立一个光滑的隐式曲面模型,实现对复杂实体的曲面重建。具体包括以下内容:首先对国内外散乱点云数据的隐式曲面建模方法和基于偏微分方程曲面建模方法进行了综述,对变分水平集理论和径向基函数插值理论进行了阐述。并针对能量泛函的欧拉-拉格朗日方程推导出隐式曲面演化的几何流。本文坚持简单、快速、高效作为数据预处理环节的原则,针对隐式曲面建模的特点,在数据预处理环节提出以下方法:利用K邻域数据间的距离,法向量角度约束及两...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

低秩和紧致表示在几何建模中的应用

由离散的点云构造光滑的曲面表示是几何建模与计算机图形学中的基本问题。在过去的二十多年中,隐式曲面重建已成为研究的焦点之一,这是由于隐式表示具有许多优点,例如其易于实现交、差、并等集合操作,能够表示几何和拓扑比较复杂的物体。但是对于复杂的模型,现有的隐式曲面重建方法所得到的隐式表示的存储量往往是巨大的。本文第三章、第四章正是结合这一背景,就如何降低隐式表示的存储量进行了相关研究。在第三章,我们基于一种新的隐式表示形式——多层有理代数样条曲面提出了一种自适应的曲面重建算法。为了得到具有紧致表示的隐式曲面,我们结合张量的低秩逼近技术建立了局部拟合模型,然后将此模型转化为凸优化问题并用ADMM算法和CP分解算法求解。实验表明,与现有的方法相比,我们的方法可以大大降低隐式表示的存储量,同时能够得到高质量的重建结果。此外,我们的方法还具有较强的自适应能力。然而,上述的多层有理代数样条曲面只有零阶连续。为了能够重建出具有更高光滑性的隐式曲面,...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
中北大学

隐式曲面重建及物体拓扑特征匹配方法研究

在现实研究中,空间物体几何性质的提取及描述是当前研究的重点,其中对不规则空间结构体的研究则略显不足。由于其本身在结构上存在不规则性,并且扫描仪在不同观察视角下会有不同的观测结果,这些都给不规则几何体的研究加大了难度。针对上述情况,本文使用拓扑学理论研究不规则结构体位置、视角、状态发生变化时不变的拓扑信息。重点先进行物体曲面重建,然后运用拓扑学知识找出物体的拓扑不变性。并结合实际应用阐明了其在研究中的现实意义。首先,为提高大规模点云曲面重建的精度和效率,提出一种基于拓扑不变性的全局支撑的径向基函数(GSRBF)隐式曲面重建算法。其次,采用几何特征拓扑结构射影不变量计算的方法,提高在重建曲面上特征提取阶段的准确度和精度,在基于点特征拓扑信息提取的算法上提出了改进。将直线特征与点特征相结合,引入基于混合特征模型的齐次算法以获得拓扑结构的射影不变量,利用直线特征多像素点的特性,将构成直线的任意两点引入不变量方程中,增强计算的抗干扰能力,...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京师范大学
南京师范大学

点云模型隐式曲面重建技术的研究

曲面重建技术利用物体表面的点云信息构建数字几何模型,是虚拟现实、计算机仿真等领域的研究热点。随着三维扫描技术的迅速发展,人们能够利用高精度三维扫描设备获得百万个采样点,为构建高质量的数字几何模型提供了可能,但是,采样点规模庞大、含有噪声等问题使得曲面重建成为一项艰巨的工作。近年来,基于隐式曲面的函数拟合方法成为曲面重建的重要手段,相较传统算法优势明显。本文通过研究已有的隐式曲面重建算法,提出一种分层自适应的隐式曲面重建算法,主要内容包括点云模型全局隐式曲面函数的计算和隐式曲面绘制两个方面。本文的主要工作包括以下三个方面:1.点云模型隐式曲面重建基础工作的研究,介绍点云的几何属性,包括点云的邻域搜索算法,点云法向量的估算和一致性调整算法,曲率的计算方法,介绍了隐式曲面重建的理论基础,分析了隐式曲面在建模过程中相较其他表达形式的优势,并对隐式曲面重建问题进行了阐述,最后介绍了隐式曲面重建中的曲面拟合方法—最小二乘法。2.通过分析经典...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>