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《北京工业大学》 2003年
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由散乱点生成三角网络曲面的算法研究与实现

张杰  
【摘要】: 随着计算机辅助设计与图形学的发展,几何造型技术在许多领域得到了广泛的研究和应用,其中基于散乱数据的曲面重建技术是其中一个很重要的内容。该技术可以应用于医学成像数据的可视化、有限元分析等诸多方面。 本文主要在基于散乱点的三维重建算法,曲面有限元网格自动生成工具系统的设计和实现等方面进行了研究和探讨。 对于根据散乱点重建网格曲面的问题,本文采用分全局重建和局部修正两步走的方法。全局重建采用基于Cocone方法的算法,并为了检测边界而对此方法进行了改进。通过全局重建后得到的网格基本反映了待重建曲面的拓扑信息,但由于采样的原因,此网格的某些地方存在奇异点,不满足二维流形的要求,需要进行自动的修正。本文采用切平面作为曲面的局部近似,将局部的采样点投影到切平面上,并对投影点集作二维Delaunay三角剖分,最后根据投影点上的邻接关系确定三维点之间的连接关系。具体的局部算法包括局部过滤、局部重建和环形区域填补,它们分别用在不同的情况下对网格进行修正。通过局部算法的修正算法的鲁棒性增强了。为了能够有效的处理海量数据,我们用分解再合并的思想对上述算法进行了改进,减小了算法的时间复杂度和空间复杂度。 已知散乱点集和点集所在的曲面重建网格曲面也是实践中常见的问题。本文以上面的算法为基础,充分利用曲面这个重要的已知条件,提出了对这个问题的一个解决方法。 最后本文将上述两类问题的处理算法组合到我们的系统中,实现了可以处理多种输入数据的曲面有限元自动生成系统。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 余迁;基于散乱数据的曲面重构技术研究[D];西北工业大学;2006年
2 赵博;三维地震模型可视化与正演[D];中国地质大学(北京);2008年
3 张慧;真实感古遗址三维重建及虚拟展示技术研究与应用[D];西北大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 孔德慧,马春玲;一种平面点集凸包与三角网格综合生成的算法[J];计算机研究与发展;2000年07期
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3 王青,王融清,鲍虎军,彭群生;散乱数据点的增量快速曲面重建算法[J];软件学报;2000年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁昌斌;蔡宇泽;;熵函数法在几何拓扑网络设计中的应用[J];安徽科技学院学报;2010年02期
2 李旭;高峰;;海量数据三角网格生成算法[J];北京航空航天大学学报;2008年12期
3 周培德,周忠平,张欢;寻求中国货郎担问题最短回路的多项式时间算法[J];北京理工大学学报;2000年02期
4 周培德,付梦印;车辆定位导航系统的新定位算法[J];北京理工大学学报;2004年01期
5 周培德;平面点线集三角剖分的扫描算法[J];北京理工大学学报;2004年02期
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10 宋业存;产品设计中的形态相关性研究[J];包装工程;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 顾亦磊;陈昌亚;;拓扑优化技术在桁架设计中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
2 杜江华;陈昌亚;顾亦磊;;拓扑优化方法在某卫星下舱隔板结构设计中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
3 姬婷;牟丽英;;某种特殊的空间图的边同伦[A];中国企业运筹学[C];2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
2 赵辉煌;SMT焊点图像处理及焊点三维质量信息提取技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 孟祥宾;复杂地质体块体建模方法研究[D];中国海洋大学;2010年
4 沈源;整体系统:建筑空间形式的几何学构成法则[D];天津大学;2010年
5 李桂东;复合材料构件热压罐成型工装设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 生奇志;基于动态拓扑的信息管理模式研究[D];东北大学;2009年
7 窦万峰;并行工程环境下的多域特征映射研究[D];西安电子科技大学;1998年
8 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
9 尹勇;分布式航海仿真系统中视景实时生成算法的研究[D];大连海事大学;2001年
10 李立新;散乱点集曲面重建的理论、方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑克礼;gl_2的系数在模李超代数W(m,3,(?))上的低维上同调[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张涛;基于离散点云的三维重建研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李龙华;非线性偏微分方程的同伦近似解[D];大连理工大学;2010年
5 刘章明;基于虚拟现实的机器人加工仿真研究与实现[D];沈阳理工大学;2010年
6 贺克英;改进的RSA算法实现研究[D];电子科技大学;2010年
7 熊秋波;不规则区域纹理提取与3D模型贴图[D];中南林业科技大学;2010年
8 屈会雪;面向工程分析的模型转换技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 马爱莉;三维重建技术在数字化煤场中的应用研究[D];西安工业大学;2011年
10 宋飞;Morse理论在图像边缘检测中的应用研究[D];北方工业大学;2011年
【同被引文献】
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1 蒋春燕,王国良,尹宝才,孔德慧;由三维散乱点重建三角网格曲面方法的分类与评价[J];北京工业大学学报;2002年01期
2 邓非;张祖勋;张剑清;;利用激光扫描和数码相机进行古建筑三维重建研究[J];测绘科学;2007年02期
3 陈述彭,黄翀;文化遗产保护与开发的思考[J];地理研究;2005年04期
4 刘箴;;虚拟现实在文化景观展示中的应用研究[J];电脑应用技术;2007年04期
5 朱海鹏;;三维地形的可视化技术与实现[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年14期
6 赵博;孟小红;侯建全;;三维地震建模与可视化[J];地球科学(中国地质大学学报);2007年04期
7 邓飞;王瑞;王美平;周熙襄;;复杂三维地层建模及快速射线追踪的研究与实现[J];大庆石油地质与开发;2007年01期
8 张钋,刘洪,李幼铭;射线追踪方法的发展现状[J];地球物理学进展;2000年01期
9 杨长春,冷传波,李幼铭;适于复杂地质模型的三维射线跟踪方法[J];地球物理学报;1997年03期
10 徐涛,徐果明,高尔根,朱良保,蒋先艺;三维复杂介质的块状建模和试射射线追踪[J];地球物理学报;2004年06期
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1 贺美芳;基于散乱点云数据的曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
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1 惠增宏;激光三维扫描、重建技术及其在工程中的应用[D];西北工业大学;2002年
2 裘宁;基于Voronoi图的曲面重建算法研究[D];浙江大学;2003年
3 赵宏庆;逆向工程中关于散乱点曲面重构问题的研究[D];西北工业大学;2003年
4 郭领艳;软件设计模式的研究及应用[D];天津大学;2006年
5 杨勇;软件设计模式库构建及应用研究[D];大连海事大学;2007年
6 马宇博;真实感大场景重建的可视化技术的研究与实践[D];西北大学;2008年
7 白坤;基于VRML的大雁塔建筑群虚拟漫游系统的研究与实现[D];西北大学;2008年
8 尹丹;古建筑三维重建中的深度图像配准技术研究与应用[D];西北大学;2008年
9 高珊珊;基于三维激光扫描仪的点云配准[D];南京理工大学;2008年
10 刘军;文化遗址的三维场景建模及虚拟展示技术研究[D];西北大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 伍爱华;;三维散乱数据点集k近邻的快速搜索算法[J];湖南工业大学学报;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 惠夕平;地理信息系统支持下的鲁东南沿海地区史前至汉代聚落考古研究[D];山东大学;2011年
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1 胡瑜;基于剖面的田野考古探方三维建模方法研究[D];南京师范大学;2011年
2 张明容;基于细分的复杂曲面重构技术研究[D];中南大学;2009年
3 逄雯;叠前时间偏移技术在煤田地震勘探中的应用研究[D];西安科技大学;2010年
4 王彦军;三维井间地震运动学正演方法研究[D];西安石油大学;2011年
5 杨育桢;数字近景摄影测量在古文物三维重建中的应用研究[D];西安科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 吴中海,叶澄清,潘云鹤;一个改进的简单多边形凸包算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年01期
2 胡恩球,张新访,向文,周济;有限元网格生成方法发展综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年04期
3 孔德慧,朱笑冰,陈其明;有界域三角剖分的广义边界递归法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年02期
4 卢朝阳,吴成柯,周幸妮;满足全局Delaunay特性的带特征约束的散乱数据最优三角剖分[J];计算机学报;1997年02期
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6 金文华,何涛,刘晓平,唐卫清,唐荣锡;基于有序简单多边形的平面点集凸包快速求取算法[J];计算机学报;1998年06期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王青,王融清,鲍虎军,彭群生;散乱数据点的增量快速曲面重建算法[J];软件学报;2000年09期
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3 黄继风;基于Delaunay三角网的城市多边形合并算法[J];计算机工程与设计;2004年07期
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8 王文山;胡杰;陆海英;陈靖芯;李红;;基于CATIA的逆向设计在汽车内饰件中的应用[J];机电产品开发与创新;2008年04期
9 于东玖;冯亚娟;;逆向工程在产品曲面重建中的应用研究[J];机械设计与制造;2009年07期
10 钟高建;鞠鲁粤;鞠俊亭;;基于逆向工程的缺损颅骨模型重建[J];机电一体化;2007年04期
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1 严金辉;刘剑飞;;一种新型的逐点插入Delaunay三角剖分算法插入序[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
2 曾安敏;;基于Delaunay三角形的移动坐标转换法及应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
3 田歌;赵阳;张浩;应秀梅;蒋东英;赵东;傅向荣;;基于Delaunay算法三角形网格划分的角点优化处理[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
4 郭宏伟;刘历;李琦;俞腾先;杨艺;李博云;贾世方;刘杰;;16层螺旋CT曲面重建在输尿管中下段结石诊断中的临床应用价值[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
5 常丽娟;刘浩宇;田歌;;基于推进波前法和Delaunay三角法相结合的网格划分方法的研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
6 王雪红;;64层螺旋CT曲面重建技术对比ERCP对胆道梗阻的诊断研究[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
7 董季平;宁文德;杨想春;杨军乐;阎锐;;听骨链多排螺旋CT曲面重建及临床应用[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(上册)[C];2006年
8 薛育红;令狐玲珍;何娇;;螺旋CT增强曲面重建诊断肺动脉栓塞一例[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
9 郑冕;朱宝利;吴丽娟;;海量空间数据点边界的快速搜索算法[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(下册)[C];2006年
10 刘含波;王昕;饶志;强文义;;基于椭球基函数对空间散乱数据曲面重建的方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
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1 本报记者 李己平;拓展科技成果的应用空间[N];经济日报;2010年
2 胡光宇;谁能打破指纹识别技术瓶颈[N];工人日报;2002年
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4 郑州人民医院 王建坤;购置16层螺旋CT机应注意的几个问题[N];中国医药报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李立新;散乱点集曲面重建的理论、方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
2 黄运保;测量点集曲面重建若干关键技术研究[D];华中科技大学;2004年
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5 杜新伟;逆向工程中基于径向基函数的曲面重建技术研究[D];吉林大学;2009年
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10 樊红朝;基于光纤光栅的动态面形检测和可视化关键技术研究[D];上海大学;2008年
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1 张杰;由散乱点生成三角网络曲面的算法研究与实现[D];北京工业大学;2003年
2 张花艳;基于Delaunay三角剖分与场表示的曲面重建[D];郑州大学;2011年
3 王宁;基于散乱点Delaunay三角剖分的曲面重建[D];暨南大学;2011年
4 裘宁;基于Voronoi图的曲面重建算法研究[D];浙江大学;2003年
5 刘志刚;逆向工程中三角剖分技术研究[D];华中科技大学;2005年
6 白宁;基于Delaunay算法的排土场可视化设计系统研究[D];西安建筑科技大学;2010年
7 颜林;约束Delaunay三角网生成算法及其应用研究[D];北京化工大学;2010年
8 裴帅;基于Delaunay和有限元算法的地下水数值模型的研究[D];山西大学;2012年
9 李涛;Delaunay三角网构建及可视化方法与实现[D];东华理工大学;2012年
10 刘岩;高效可靠的三维约束Delaunay四面体有限元网格生成算法[D];大连理工大学;2010年
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