散亂點云自修復重建與3D打印分層算法研究.pdf

1、近年來，散亂點云數據的曲面重構在逆向工程、醫(yī)藥衛(wèi)生、虛擬現實、3D打印等領域內有著廣泛的應用。由于測量實體模型表面時存在誤差以及曲面重構算法的缺陷，導致模型表面不光滑以及三角網格拓撲中存在空洞、多邊共線和法向不一致等錯誤，這些都給曲面重構以及3D打印帶來挑戰(zhàn)和困難，因此模型表面的平滑處理，以及錯誤修復是建立完整模型的關鍵。另外，3D打印作為一種快速成型技術，目前已有著廣泛的應用領域和巨大的發(fā)展空間，分層處理是3D打印的一個關鍵步驟，分層

2、處理的效率決定了3D打印的效率、質量，因此對分層算法的研究是目前3D打印技術研究的一個熱點。
　　基于投影的點云曲面重建算法原理簡單、重建速度快、重建效果好，但該算法存在局限性，需要假設曲面光滑和點云密度變化均勻，否則會使重建的曲面不光滑或者有空洞，因此本文使用基于移動最小二乘法的點云平滑算法對點云數據預處理，針對模型表面存在的多邊共線，以及法向不一致錯誤，根據重建的局部性原理，重建時調整三角面片的法向，并引入輔助修復多邊共線的入

3、射半邊鏈表，根據該數據結構提出多邊共線的檢測與修復算法。實驗結果表明該算法能夠修復三維模型中的多邊共線錯誤，改善了模型的質量，為3D打印分層處理提供了完善的三維數據模型。
　　由于STL文件表示模型的缺陷，限制了3D打印的快速發(fā)展，通過分析傳統基于STL模型分層算法的缺陷，以及對比STL模型與AMF模型的優(yōu)缺點，根據投影重建算法的局部性原理以及AMF模型的特點，提出一種基于散亂點云三維重建的拓撲結構分層算法。在重建的過程中，基于半