基于kinect的三维区域测量技术研究

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1、学校代码：10255学号：2131558基于Kinect的三维区域测量技术研究RESEARCHON3DMEASUREMENTTECHNOLOGYBASEDONKINECTSCAN专业：软件工程姓名：程彦荣指导老师：姚砺答辩日期：2016年1月东华大学计算机科学与技术学院二〇一六年一月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

2、的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书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，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导

3、教师签名：日期：年月日日期：年月日基于Kinect的三维区域测量技术研究摘要近年来由于科学技术的发展，三维测量技术的应用已深入到我们生活中的各个方面，传统的三维测量技术分为接触式和非接触式，由于非接触式测量在各个领域有着重要的应用且由于其具有许多优于接触式测量的特点，因此非接触式的测量技术在近年来发展比较迅速。传统的非接触测量有微波技术、光波技术、超声波技术等。但传统的这些方法具有测量设备比较昂贵、操作复杂、不易携带等缺点。鉴于此本文提出了基于Kinect扫描的三维物体测量方法。首先通过Kinec

4、t设备获得物体的点云信息并且通过成熟的算法重建得到三维物体的网格信息，渲染该模型的三维立体效果。本文主要根据扫描所得的三维网格模型实现了三维模型的表面曲线距离测量、区域面积计算、区域体积计算等。本文所做的研究主要基于三维网格模型表面的一些测量，研究的内容如下：1.三维物体的表面曲线距离测量。通过人机交互的方式选取三维网格表面的n个点，然后用样条插值方法拟合得到表面曲线函数，最后对曲线进行积分便可得到曲线的长度。2.基于平面切割的三维网格模型测地线生成。根据模型表面选取的两个特征点，确定一个切割面，

5、用切割面去切割目标三维网格，得到起点和终点之间的一条“最直的测地线”。3.区域面积计算。通过人机交互的方式选出区域的特征点，根据I特征点用平面切割的方法生成兴趣区域（ROI)的边界线，然后运用区域生长的方法提取整个区域内点的坐标信息及三角面片边的信息，重建切割后的边界，累加区域内的所有三角面片的面积便可得到整个区域的面积。4.区域体积测量。通过交互的方式选取所要测量的区域边界，并且生成一个封闭的区域，运用积分的方法得到整个封闭面的体积。在网格曲面测地线生成的算法中本文改进了平面切割网格的算法，提出

6、了基于修正切割面的平面切割算法，其主要思想是通过当前得到的最新切割点不断的修正当前切割面的法向量以得到最优的切割路径。实验证明本文提出的方法有效且可靠。最后本文通过大量实物实验验证了本文的测量方法具有较好的稳定性，并且误差相对较小。关键词区域指定测地线三维区域提取三维面积计算网格模型三维测量IIRESEARCHON3DMEASUREMENTTECHNOLOGYBASEDONKINECTSCANABSTRACTDuetothedevelopmentofscienceandtechnologyinre

7、centyears,theapplicationof3Dmeasurementtechnologyhasbeendeepintoallaspectsofourlife.Thetraditional3Dmeasurementtechnologyisdividedintocontactandnon-contact.Traditionalnon-contactmeasurementhasmicrowavetechnology,opticaltechnology,andultrasonictechnolo

8、gy.Butthesemethodsareexpensive,complexanddifficulttocarry.Inviewofthispaper,a3DobjectmeasurementmethodbasedonKinectisproposed.Firstly,thepointcloudinformationofobjectisobtainedbyKinectdeviceandthemeshinformationof3Dobjectisobtainedbyusingthema