大规模点云的处理及曲面重建技术

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1、浙江工业大学计算机科学与技术学院2011年10月19日DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterTechniquesofLarge—-ScalePointCloudsProcessingandSurfacereconstructionCandidate：TAN-XiaojunAdvisor：QIN-XujiaCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyOct2011浙江工

2、业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：勺聋微日期：弘I1年fz月f'日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业

3、大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囱；(请在以上相应方框内打“妒’)一⋯作者签名：导师签名：日期：1a11年l1月(cj日日期：≯‘～年严月刁日浙江工业大学硕士学位论文大规模点云处理及曲面重建技术摘要随着数控、测量及计算机技术的高速发展，逆向工程技术通过特有的生产流程，消化、吸收先进经验和技术，在现有实物模型的基础上，实现新产品的快速开发。在工业设计、医疗、影视、文物保护等领域都发挥着重要的作用并被广泛运用。本文主要研究逆

4、向工程中大规模离散点云的光顺去噪、点云的几何测量及网格曲面重建这几方面。1．在点云数据的光顺去噪方面，对于普通散乱点云数据的光顺处理，实现了基于八叉树的邻域滤波光顺处理方法；对于投影光栅法得到的几百万大规模点云数据的光顺处理，提出了投影网格化法来建立点云数据的拓扑关系，使用图像的高斯和双边滤波平滑法对其进行平滑滤波处理。实验表明，对不同点云数据的处理效果显著。2．在点云数据的几何测量方面，实现了球面、直圆柱面和圆锥面几何信息的测量。通过最小二乘法求出包含相关几何信息量的特定二次曲面方程，得出所需测量的几何信息。实验表明，对于大规模点云数据，测量迅速、精确。3．在

5、点云数据的曲面重建方面，基于八叉树的拓扑建立，提出一种改进的区域增长网格重建法。首先找出较平整区域作为初始生长区域，并由强制约束准则和综合最优准则控制网格曲面的生成。基于投影网格化建立的拓扑关系，提出了逐层网格重建法。把网格简化与网格曲面重建过程相结合，利用底边驱动完成网格重建。实验表明，逐层网格重建法能在极短时间内完成几百万点云数据的网格重建，并能较好地填补点云数据中的孔洞，重建的效率和效果都十分理想。同时，本文对比了常用网格光顺方法在处理效果及适用性上的差异。4．实现了一个点云及网格处理系统，用于验证本文提出各种处理方法的可行性及实用性，可快速地进行点云处理

6、及曲面重建。、本文所提出的大规模点云数据的不同处理及重建方法，相比传统的处理方法，效率上有极大的改进。而吸取不同处理方法各自的优点，研究高效通用的点云处理及重建方法是下一阶段的工作重点。．关键词：投影网格化，八叉树，点云光顺，几何测量，网格重建浙江工业大学硕士学位论文TechniquesofLarge··ScalePointCloudsProcessingand』、^．．●3urlacereconstruction’ABSTRACTWimtherapiddevelopmentofmodonlscienceandtexhnology,technologysucha

7、snumericalcontrolmachining,measurementandcomputer,revorscengineeringisplayinganimportantroleinindustrialdesign,medical，fill，heritageconservationetc．anditiswidelyusedbyitsspecialproductionprocesses．Itdigestsandabsorbsadvancedexperienceandtechnologytoproducen&vvproductsrapidlybased011e

8、xistingphysi