基于分層特征的有序點(diǎn)云三維重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（全日制專業(yè)學(xué)位碩士）（全日制專業(yè)學(xué)位碩士）題目基于分層特征的有序點(diǎn)云三維重構(gòu)技術(shù)研究（英文）（英文）TheStudyonThreeDimensionalReconstructionBasedonHierachicalderedPointCloud研究生學(xué)號(hào):1301302013研究生姓名:歐陽(yáng)杰威指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):甘勇教授申請(qǐng)學(xué)位門類:工程碩士學(xué)科、?？?、專業(yè)名稱:機(jī)械工程提交論文日

2、期:2016年4月論文答辯日期:2016年6月摘要I摘要作為逆向工程的前端技術(shù)，三維無(wú)損測(cè)量技術(shù)獲取不同類型的數(shù)據(jù)，對(duì)后續(xù)模型重構(gòu)的精度和效率產(chǎn)生很大的影響。目前，散亂點(diǎn)云在模型重構(gòu)過程中對(duì)算法的精度要求高，而且逆向造型操作過程復(fù)雜，影響模型重構(gòu)的效率；圖像數(shù)據(jù)的模型重構(gòu)結(jié)果精度低、真實(shí)感差。相對(duì)而言，虛擬切片三維無(wú)損測(cè)量技術(shù)采用非接觸式的測(cè)量方式，能夠快速準(zhǔn)確地獲取被測(cè)實(shí)體的分層有序點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為實(shí)體模型的三維重構(gòu)提供良好的測(cè)量數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)

3、化逆向處理算法的復(fù)雜度。因此，本文以虛擬切片三維無(wú)損測(cè)量技術(shù)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，對(duì)三維重構(gòu)過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究。主要研究工作如下：（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理。分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差類型，制定出異常點(diǎn)和殘缺數(shù)據(jù)的誤差判斷準(zhǔn)則；提出基于分層特征有序點(diǎn)云的K近鄰搜索方法獲取異常點(diǎn)和殘缺數(shù)據(jù)的坐標(biāo)位置，方便快速地處理誤差數(shù)據(jù)。通過Kmeans聚類的思想與八領(lǐng)域搜索算法的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輪廓邊界點(diǎn)的快速分類，為提高后續(xù)曲線重構(gòu)的效率提供一種方法。最

4、后，經(jīng)過Matlab仿真分析，驗(yàn)證以上算法的有效性和可行性。（2）曲面重構(gòu)。在輪廓線擬合法中運(yùn)用了點(diǎn)云分層處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分層有序點(diǎn)云的曲面重構(gòu)，與直接擬合法進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出曲面重構(gòu)后的最大誤差分別為0.2811mm和0.6171mm，驗(yàn)證了本文的曲面重構(gòu)方法的可行性。（3）NX二次開發(fā)。本文著重設(shè)計(jì)了一套逆向處理的解決方案實(shí)現(xiàn)模型的快速重構(gòu)。同時(shí)，利用Ufun和NXOpenC函數(shù)編寫點(diǎn)云自動(dòng)分組、點(diǎn)云手動(dòng)分組、點(diǎn)云擬合等NX二次開發(fā)功能

5、，從而解決了傳統(tǒng)NX逆向造型過程中操作繁瑣的問題。（4）模型重構(gòu)實(shí)驗(yàn)。完成機(jī)械零件點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集，利用本文開發(fā)的預(yù)處理功能和點(diǎn)云逆向造型功能實(shí)現(xiàn)三維模型重構(gòu)。以工業(yè)設(shè)計(jì)中的誤差0.5mm??作為本文的允許誤差，通過獲取點(diǎn)到面的最大法向距離來驗(yàn)證模型重構(gòu)的精度。由分析結(jié)果得出，本文開發(fā)的功能對(duì)分層有序點(diǎn)云的模型重構(gòu)滿足精度要求。通過本文對(duì)分層有序點(diǎn)云三維重構(gòu)技術(shù)的研究，簡(jiǎn)化了預(yù)處理算法的復(fù)雜度，拓展了NX軟件處理不同類型點(diǎn)云數(shù)據(jù)的逆向造型