基于散乱数据的特征提取及曲面构造技术研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要反求工程是设计和加工复杂曲面零件的一种行之有效的手段，被广泛地应用于航天、航空、造船、汽车和模具制造业。为了解决反求工程中的大规模三维散乱数据的曲面重构问题，本文对点云分割和曲面重建进行了研究。／／点云中不可避免的存在噪声点。为了克服噪声点的影响，选取较大的邻域点集计算、点云特征，但较大的邻域点集引入非当前局部形状的点，从而导致局部特征计算的误差，?<弋÷7一因此沐文提出基于修正曲率的特征计算方法，用较大的邻域点集计算点云特征以克服噪声点影响，同时根据点云分布对特征值进行修正，从而突出边界特征。散乱点云中相邻点没

2、有任何拓扑信息，为了识别散乱点云的边点，本文提出了邻域四边形方法，将有规则的网格点云边点识别方法应用到散乱点云边点识别中，并给出了邻域四边形的计算方法，从而准确识别出散乱点云的边点。本文对拟合曲线的点云进行了排序、光滑、过滤处理，给出了多种处理方法，在实际中根据不同点云的特点交互选择合适的方法：给出了截面点云的提取算法，以获得反映点云截面形状的截面曲线；完成了大规模点云的简单曲面如平面、球、圆柱等的拟合。／本文以上述研究为基础，完成了交互式散乱数据的曲面重建模块研制与开发工作，＼并集成到三维造型软件INTESOLID中。、p一一，，关键词：

3、反求工程点云分割特征识别点云预处理曲面重建，，‘。—一—_●—一—～一+⋯⋯一IABSTRACTReverseengineeringisanefficientmeasureforthedesignandmanufacturingofpartswithcomplexsurfaces，andithasbeenwidelyusedinaviation，shipbuilding，vehicleandmouldmanufacturingindustry．Tosolvetheproblemofsurfacereconstructionfromlarge

4、scalescattereddatainreverseengineering，therelevanttheoriesandpracticesofpointcloudsegmentationandsurfacereconstructionareinvestigated．Itisunavoidablethatthereexistnoisypointsinthepointcloud．Toavoidtheinfluencesofnoisypoints，abiggersetofneighborpointsareselectedforthecomput

5、ationofpointcloudfeature．However,thepointsthatdonotbelongtothelocalformswouldbealsointroduced，whichwouldleadtotheerrorofcomputation．Hence，thefemure—computingmethodbasedontherevisedcurvatureispresentedinthethesis，inwhichabiggersetofneighborpointsareselected，andthefeatureval

6、ueisrevisedbasedonthedistributionofpointcloudstohighlighttheboundaryfeatureofpointcloud．Thereexistsnotopologicalinformationbetweenneighborpointsinscatteredpointcloud．Toidentifytheedgepointsexactly,theneighborquadranglemethodispresented，whichappliestheidentificationmethodof

7、edgepointsinregulargridcloudstothescatteredpoints，andthecomputingmethodforneighborquadrangleisalsogiven．Hence，theedgepointscouldbeidentifiedfromthescatteredpointexactly．Severalmethodsarepresentedforthesorting,smoothingandfilteringofpointcloudsoffittingCUrVes，andtheappropri

8、atemethodisselectedinteractivelythroughanalyzingthepropeaiesofpointclouds．Thealgorithmofe