基于局部樣本增益優(yōu)化的曲面重建研究.pdf

1、提高以棱邊特征為代表的實物表面樣點幾何特征重建精度是國內(nèi)外曲面重建領(lǐng)域的研究重點。目前曲面重建采用的曲面局部樣本存在有偏性，影響最終曲面重建結(jié)果的精度，并且不合理的重建規(guī)則也會導(dǎo)致重建結(jié)果存在孔洞、棱邊凹陷以及非流形面片等缺陷。本文對曲面局部樣本進行增益優(yōu)化，將其應(yīng)用于α-shape和Cocone算法曲面重建過程的優(yōu)化，以有效提高棱邊特征曲面的重建精度。主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　(1)提出曲面局部樣本增益優(yōu)化算法，基于KD樹結(jié)

2、構(gòu)快速查詢目標樣點的k近鄰點集，將其用作實物表面上相應(yīng)位置的初始曲面局部樣本，對樣本內(nèi)各點按其概率密度大小進行K均值聚類，基于分類結(jié)果使曲面局部樣本適度向鄰近的采樣稀疏區(qū)域擴展，從而彌補因?qū)嵨锉砻嫦鄳?yīng)位置樣點分布不均勻或曲率較大而造成的局部樣本有偏性。該算法對各種分布類型的實物表面樣點應(yīng)性較好，可獲取目標樣點處的良好曲面局部樣本，而且具有較高的效率。
　　(2)提出α-shape尺度閾值自適應(yīng)調(diào)整算法，結(jié)合增益優(yōu)化后的曲面局部樣本

3、和曲面重建先驗知識，建立α-shape尺度閾值調(diào)整準則，提高尺度閾值對實物表面局部樣點分布特征反映的準確性?；诔叨乳撝嫡{(diào)整準則，提出包含曲面局部樣本增益優(yōu)化過程的α-shape曲面重建算法，將其用于實物表面樣點的曲面重建，可顯著減少重建結(jié)果中的孔洞和棱邊凹陷等缺陷，減少初次網(wǎng)格過濾結(jié)果中非流形面片的數(shù)量，而且具有與主流Delaunay網(wǎng)格過濾方法相當?shù)闹亟ㄐ省?br>　　(3)提出保持棱邊特征的Cocone曲面重建算法，建立Coco

4、ne棱邊特征重建優(yōu)化準則，通過修正法向估計結(jié)果和調(diào)整棱邊特征樣點的Cocone角度閾值，優(yōu)化棱邊特征重建過程。對PCA法向估計所用曲面局部樣本進行增益優(yōu)化，從而修正法向估計結(jié)果。建立棱邊特征樣點Cocone角度閾值的調(diào)整準則，使棱邊特征樣點的角度閾值大小適應(yīng)棱邊特征區(qū)域的樣點分布。在上述角度閾值調(diào)整過程中，基于對曲面局部樣本的自適應(yīng)離散高斯聚類實現(xiàn)棱邊特征樣點識別，并基于α-shape尺度閾值快速濾除因角度閾值調(diào)整而產(chǎn)生的跨區(qū)域狹長面片