散亂點云自修復重建與網(wǎng)格拓撲修正研究.pdf

1、隨著三維測量技術(shù)的快速發(fā)展，人們能夠很便捷地獲得實物模型表面的散亂點云數(shù)據(jù)，這大大促進了逆向工程技術(shù)的發(fā)展?；邳c云數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)是逆向工程中的一個熱點研究方向，在工業(yè)、計算機視覺等領(lǐng)域有著廣泛的應用。因此本文專注于散亂點云曲面構(gòu)算法的研究。在總結(jié)當前點云網(wǎng)格重建技術(shù)研究現(xiàn)狀的前提下，分析基于投影的區(qū)域增量算法的缺陷和不足，提出新的自修復重建算法和STL模型拓撲修正策略，并搭建實驗平臺測試算法的有效性。
　　基于投影的區(qū)域增量重建

2、算法原理簡單，重建速度快。但對點云數(shù)據(jù)應用傳統(tǒng)區(qū)域增量算法后，重建生成的三角網(wǎng)格拓撲在原始模型表面尖銳處容易形成空洞、裂縫等明顯瑕疵。本文在分析其空洞產(chǎn)生原因，針對性地改進了原有區(qū)域增量算法的重建流程，重新定義參考點三角化細節(jié)，并引入輔助修復模型空洞的單邊索引表，結(jié)合該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出了詳細的空洞自修復策略與步驟。實驗結(jié)果表明，該改進算法在不提高時間復雜度的情況下能夠有效地降低重建模型空洞的出現(xiàn)，大大提升重建渲染效果。
　　此外本文延

3、續(xù)了傳統(tǒng)的逆向重建過程，結(jié)合3D打印技術(shù)，在重建生成三角網(wǎng)格拓撲信息的基礎上，將其數(shù)字模型以STL文件的形式進行表示，并進行3D打印，從而得到采樣模型的一個復制實體。由于一般曲面重構(gòu)生成的曲面模型拓撲信息錯誤嚴重，與標準STL模型文件要求差距較大，因此本文還提出了一種針對重建模型錯誤拓撲的綜合修正算法。結(jié)合前述點云模型自修復重建算法的特點，修復算法針對性地處理包括裂縫、連環(huán)空洞、多邊共線等較為嚴重的拓撲錯誤，使得重建曲面模型在修復后能夠