基于Kinect的軸類零件三維重建關鍵技術研究.pdf

1、三維重建技術是指通過計算機數(shù)字化手段，對真實場景中的三維實體建立其數(shù)字化模型的過程。機械零件重建的目的在于精確測量，提取出零件實體的幾何特征，并對特征參數(shù)進行計算與分析，它為零件的加工制造、虛擬仿真、快速成型等應用提供了依據(jù)，是虛擬現(xiàn)實和逆向工程等領域的熱點和難點之一。
　　軸類零件是復雜機械裝備的重要組成部分，其一般是由一些基本形狀按照一定的拓撲結構和位置關系組合而成的。本文使用Kinect深度傳感器采集軸類零件的深度數(shù)據(jù)，進行

2、了軸類零件三維重建算法的研究。首先，借助Kinect獲取零件的RGB-D圖像（彩色和深度圖像），通過坐標轉換將深度信息轉換成三維點云數(shù)據(jù)，利用閾值分割算法分割出零件的點云數(shù)據(jù)，根據(jù)點云數(shù)據(jù)的噪聲特點采用雙邊濾波算法對數(shù)據(jù)進行濾波降噪處理;其次，基于點云的表面法線和曲率特征，提出了一種改進的K均值聚類分割算法，分割出軸類零件各特征的點云集;然后，提出了基于深度數(shù)據(jù)的3D機械零件識別框架，研究了三維點云幾何特征的描述與提取，實現(xiàn)了軸類零件的

3、識別與檢索;最后，研究了基于采樣一致性的三維點云數(shù)據(jù)的估計算法，對各特征的點云集進行結構參數(shù)化分析，提取了軸類零件各特征的尺寸信息，從而重建出完整的三維模型，克服了Kinect傳感器采集精度低、數(shù)據(jù)不完整的問題，滿足了軸類零件重建的要求。
　　在上述理論分析、研究的基礎上，本文使用一臺Kinect設備采集數(shù)據(jù)，通過一臺普通配置的計算機處理數(shù)據(jù)、運行算法，搭建了一個原型系統(tǒng)，并進行了實驗，實驗結果表明該三維重建系統(tǒng)可以完成對軸類零件