保留邊界的點云簡化及三角剖分研究.pdf

1、逆向工程作為產(chǎn)品快速成型的重要技術(shù),在電影特技、醫(yī)學(xué)、文物修復(fù)等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。散亂點云簡化及三角剖分曲面重建是逆向工程中兩個關(guān)鍵的技術(shù),然而,許多簡化算法和三角剖分算法都存在著邊界點或邊界線丟失的問題。針對上述點云簡化和三角網(wǎng)格剖分中存在的問題,本文提出了一種改進(jìn)的點云邊界提取算法,并在邊界點提取的基礎(chǔ)上,給出了一種保留邊界的點云簡化算法和一種基于邊界約束的Delaunay三角剖分算法。具體所做工作和取得成果如下:
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2、1)基于k鄰域分布均勻性的邊界提取算法時間復(fù)雜度較高,本文提出了一種基于k鄰域均勻性分布的改進(jìn)算法。即用均勻性度量值替換原來的角度標(biāo)準(zhǔn)差對邊界點進(jìn)行判定。實驗結(jié)果表明改進(jìn)后的算法效率有了較明顯的提高,且邊界點的提取效果良好。
　　(2)針對點云簡化效率低和簡化后點集產(chǎn)生孔洞及點云邊界丟失的問題,提出了一種基于法向變化量的散亂點云簡化算法。首先通過 kd-tree與包圍球相結(jié)合,查找出點的近似k近鄰;隨后在k鄰域內(nèi),利用法向變化量提

3、取出特征點和非特征點;最后分別對特征點和非特征點進(jìn)行處理,即對特征點按比例進(jìn)行保留,而對非特征點在k鄰域內(nèi)僅保留一點。實驗結(jié)果表明本文算法簡單、高效,且不會產(chǎn)生孔洞,同時簡化后的點集仍能保留完整的模型邊界。
　　(3)分析了散亂點云空間投影法三角剖分對邊界點處理的不足,提出了一種基于邊界約束的 Delaunay三角剖分。首先將已提取的邊界點連成線,進(jìn)而用邊界線對Delaunay三角剖分進(jìn)行約束,最后用對半劃分增量附加點插入法使剖分