散亂點(diǎn)云自修復(fù)重建與3D打印分層算法研究.pdf

1、近年來(lái)，散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)在逆向工程、醫(yī)藥衛(wèi)生、虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用。由于測(cè)量實(shí)體模型表面時(shí)存在誤差以及曲面重構(gòu)算法的缺陷，導(dǎo)致模型表面不光滑以及三角網(wǎng)格拓?fù)渲写嬖诳斩?、多邊共線和法向不一致等錯(cuò)誤，這些都給曲面重構(gòu)以及3D打印帶來(lái)挑戰(zhàn)和困難，因此模型表面的平滑處理，以及錯(cuò)誤修復(fù)是建立完整模型的關(guān)鍵。另外，3D打印作為一種快速成型技術(shù)，目前已有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的發(fā)展空間，分層處理是3D打印的一個(gè)關(guān)鍵步驟，分層

2、處理的效率決定了3D打印的效率、質(zhì)量，因此對(duì)分層算法的研究是目前3D打印技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　基于投影的點(diǎn)云曲面重建算法原理簡(jiǎn)單、重建速度快、重建效果好，但該算法存在局限性，需要假設(shè)曲面光滑和點(diǎn)云密度變化均勻，否則會(huì)使重建的曲面不光滑或者有空洞，因此本文使用基于移動(dòng)最小二乘法的點(diǎn)云平滑算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，針對(duì)模型表面存在的多邊共線，以及法向不一致錯(cuò)誤，根據(jù)重建的局部性原理，重建時(shí)調(diào)整三角面片的法向，并引入輔助修復(fù)多邊共線的入

3、射半邊鏈表，根據(jù)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出多邊共線的檢測(cè)與修復(fù)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能夠修復(fù)三維模型中的多邊共線錯(cuò)誤，改善了模型的質(zhì)量，為3D打印分層處理提供了完善的三維數(shù)據(jù)模型。
　　由于STL文件表示模型的缺陷，限制了3D打印的快速發(fā)展，通過(guò)分析傳統(tǒng)基于STL模型分層算法的缺陷，以及對(duì)比STL模型與AMF模型的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)投影重建算法的局部性原理以及AMF模型的特點(diǎn)，提出一種基于散亂點(diǎn)云三維重建的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分層算法。在重建的過(guò)程中，基于半