基于微分流形的整體曲面重構方法的研究.pdf

1、曲面重構是逆向工程中的關鍵和難點問題，它是將點云測量設備采集得到的隨機分布、無規(guī)則的點云數(shù)據(jù)重構得到連續(xù)的曲面，廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、娛樂、醫(yī)學等領域。目前曲面重構方法多種多樣，其中NURBS參數(shù)曲面重構方法因其可以精確的表示規(guī)則和自由曲面，得到了廣泛的推廣和應用。在實際應用中，具有任意拓撲結構的復雜曲面一般采用將整體曲面分片構造，再將曲面片進行拼接得到最終的曲面。但是在NURBS方法實現(xiàn)的過程中，曲面片之間的光滑拼接要達到二階或三階光

2、滑性比較困難，導致對具有任意拓撲結構的復雜曲面模型的重構耗時較長，有一定的局限性。為避免NURBS方法后期復雜的曲面拼接操作，本文將拓撲學中的微分流形這一概念引入到復雜實物的曲面重構過程中。微分流形在數(shù)學中用于描述幾何形體，是局部具有歐氏空間性質的空間，它把非結構化的點云轉換為具有一定拓撲結構的點云數(shù)據(jù)，通過局部的結構化特征來反應復雜實物原始點云數(shù)據(jù)的特征信息。本文在微分流形理論和曲面重構方法的基礎之上，對復雜實物的散亂點云的曲面重構方

3、法進行了研究，主要工作如下:
　　第一，采用HandySCAN700手持式激光掃描儀獲取物體表面的點云，基于點云的幾何信息曲率及法向量對點云進行精簡，在很好的保留特征點的同時保證點云不至于精簡過度，這樣為曲面重構階段奠定了良好的基礎。
　　第二，為了避免NURBS方法中復雜的曲面片拼接操作，提高復雜實物曲面重構方法的精度和效率，從整體重構的思想出發(fā)對具有任意拓撲結構的復雜實物的曲面進行重構，將NURBS方法中規(guī)定的矩形定義域