自由曲面三维点云数据自组织光顺与模型修复

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要三维点云数据可以表现丰富的物体表面细节，是描述物体三维模型的有利工具。但由于噪声、数据缺失等因素的影响，三维重构方法所获得的点云数据往往不符合实际应用的需要。因此，对三维点云数据的进一步处理如光顺和修复就显得十分重要。本课题以通过图像重构所生成的三维点云数据为对象，研究其光顺和修复的方法。本文深入探讨了基于三维点云数据的曲面曲率求解方法，得到了描述曲面微观特性的物理量：平均曲率和高斯曲率，并进一步利用曲面曲率特点，实现了曲面的区域划分。生命系统自组织行为中体现出的自组织原理和方法，为众多领域所借鉴。将三维点云中的每一个点看作是具有生命力的单

2、元，所有点云便构成了一个由生命单元组成的生命体，便可用生命体自组织原理来研究点云数据的光顺与修复问题。本文将自组织原理应用于三维点云数据光顺处理，结合点云数据的特点，在比较现有点云数据光顺方法的基础之上，借鉴了图像处理中的均值滤波方法，实现了点云数据的自组织光顺。对比实验结果证明此方法光顺速度快，效果好，能很好地完成对点云数据的光顺。本文进一步将自组织原理应用于点云数据修复。利用二次曲面拟合曲面微观形状，求得修复后的点云数据的值。在所有点云数据完成一次修复迭代后，用点云数据的拟合值替换原值形成新的曲面，并运用相对分散度来控制迭代次数，最终实现对点云数据的自组织修复。本

3、文构建了基于OpenGL和VC6.0的三维模型显示环境，并利用文中提出的点云数据光顺和修复方法，开发出三维点云数据自组织光顺与模型修复软件。关键词：三维点云数据自组织光顺模型修复I华中科技大学硕士学位论文Abstract3Dpointscloudcanpresentabundancedetails,alsoitisasharptooltorepresentobjectmodel.Becauseoftheinterferentialdataandleakofdata,thedatafromreverseengineeringisnotappliedinactualsit

4、uation.Soitisneededtomodelthe3Dpointscloudoffairnessandmodification.Thethesisdotheresearchofthetechnologyaboutfairnessandmodificationbasedonpointscloudfromimagereverseengineering.Thethesisdothedeepresearchoftheevaluationaboutthesurfacecurvature,thengetMeancurvatureandGaussiancurvature,w

5、hichrepresentthesurfacedifferentialproperties.Bythehelpofthetraitofcurvature,thethesiscompletethesegmentionofpointscloud.Self-organizationtheoryisdevelopingwidelyrecently,andusinginmanyfields.Everymemberinself-organizationisthinktobeactive.Iniscreativetointroducetheself-organizationinto

6、thequestionaboutthefairnessandmodificationbasedonthepointscloud.Aftertheself-organizationtheoryisintroducedinto3Dpointscloud,andcomparethecurrentfairnessmethodsofpointscloud,thenthethesischoosethetrimmedmeanfiltertoaccomplishthefairness,itisfastinthepointscloudself-organizationfairness,

7、andfulfillwiththeneedofself-organizationfairness.Duringtheprocessofpointscloudmodification,aparametricquadricsurfaceapproximationmethodisusedtoapproximatethesurface,thenthethesiscalculatethemodifiedpointscloudresult.Afterallthepointscloudalternatedonetime,usethemodifiedresultre