基于Kinect的軸類零件三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、三維重建技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)數(shù)字化手段，對真實(shí)場景中的三維實(shí)體建立其數(shù)字化模型的過程。機(jī)械零件重建的目的在于精確測量，提取出零件實(shí)體的幾何特征，并對特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與分析，它為零件的加工制造、虛擬仿真、快速成型等應(yīng)用提供了依據(jù)，是虛擬現(xiàn)實(shí)和逆向工程等領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　軸類零件是復(fù)雜機(jī)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)和位置關(guān)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(jìn)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(biāo)轉(zhuǎn)換將深度信息轉(zhuǎn)換成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用閾值分割算法分割出零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲特點(diǎn)采用雙邊濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波降噪處理;其次，基于點(diǎn)云的表面法線和曲率特征，提出了一種改進(jìn)的K均值聚類分割算法，分割出軸類零件各特征的點(diǎn)云集;然后，提出了基于深度數(shù)據(jù)的3D機(jī)械零件識別框架，研究了三維點(diǎn)云幾何特征的描述與提取，實(shí)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(diǎn)云數(shù)據(jù)的估計(jì)算法，對各特征的點(diǎn)云集進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(chǔ)上，本文使用一臺Kinect設(shè)備采集數(shù)據(jù)，通過一臺普通配置的計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)、運(yùn)行算法，搭建了一個(gè)原型系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該三維重建系統(tǒng)可以完成對軸類零件