點云光順與對齊及管道曲面重構.pdf

1、逆向工程是從現(xiàn)有產(chǎn)品到新產(chǎn)品的關鍵紐帶，在當今的產(chǎn)品開發(fā)中已處于相當重要的地位。在逆向工程中，原始的幾何信息通常是測量得到的點云數(shù)據(jù)，所以點云的處理在逆向工程的研究中占有重要的地位。
　　 本文對點云光順、點云對齊以及管道曲面重構三方面內(nèi)容進行了研究。點云數(shù)據(jù)通常由3維掃描儀得到，一般帶有噪聲。因此，在進一步的處理前，需要對點云進行光順?？紤]到在三角網(wǎng)格曲面光順中的各向異性平均曲率流方法已較為成熟，本文通過點云局部三角化，將三角

2、網(wǎng)格曲面幾何流技術推廣到點云曲面上。
　　 本文的點云局部三角化方法首先搜索鄰域點集，再將鄰域點集投影到擬合平面上，由正則三角化算法得到平面點集的三角化，并以此作為三維點集的三角化。其中，正則三角化算法是專為此類問題設計。此點云光順方法的有效性通過實例得到了驗證。由于測量設備的限制，同一物體的點云往往是在不同的坐標系下測得。點云對齊求解剛體變換，將不同坐標系下得到的點云統(tǒng)一到同一坐標系下。ICP方法是處理點云對齊問題的經(jīng)典方法。

3、
　　 本文從分析ICP方法提出的背景出發(fā)，以優(yōu)化的角度分析點云對齊問題，通過對距離場微分信息的分析，得到了點云對齊目標函數(shù)的微分信息，從而使得經(jīng)典優(yōu)化算法得以應用到點云對齊中。本文通過實驗對比了多種經(jīng)典優(yōu)化算法在點云對齊中的應用，并加以理論分析，得到了ICP方法和經(jīng)典優(yōu)化算法之間的聯(lián)系，為進一步的深入研究奠定了基礎。管道曲面是常見的曲面形式。本文主要針對自由形式的管道曲面，提出了一種從點云重構管道NURBS曲面的方法。首先由點