散亂點云自修復(fù)重建與3D打印分層算法研究.pdf

1、近年來，散亂點云數(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、3D打印等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用。由于測量實體模型表面時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(gòu)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(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，因此對分層算法的研究是目前3D打印技術(shù)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(shè)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(shù)據(jù)預(yù)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(jù)重建的局部性原理，重建時調(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與修復(fù)算法。實驗結(jié)果表明該算法能夠修復(fù)三維模型中的多邊共線錯誤，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，通過分析傳統(tǒng)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(jù)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(jié)構(gòu)分層算法。在重建的過程中，基于半