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《华中科技大学》 2004年
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基于点的散乱点云处理技术的研究

武剑洁  
【摘要】:基于点的点云处理技术是随着数据测量技术的进步而迅速发展起来的一门新兴技 术。该项技术以点作为曲面绘制和造型的基本元素,在提高模型绘制与重建的速度、加 强处理超大规模点云的能力和简化计算量等方面体现出独特的优势,目前已成为反求工 程的一个研究热点。本文针对该项技术中的若干关键问题,结合国家十五重点科技攻关 项目“产品设计 CAD”(项目编号:2001BA201A02)进行了深入研究。 点集简化是点云处理中首要的预处理环节。为尽量避免损失被测物体的工程信息, 提出了一种基于模糊聚类的简化算法。通过引入几何相似性隶属度来表征被测物体形状 的自然变化,使简化点集倾向于聚集在曲面的陡峭区域,降低简化可能导致的形状损失; 同时以强制约束相似性隶属度反映设计者的工程和设计要求,能有效抑制工程信息和设 计信息的缺失。 特征线提取是点云处理中另一项重要的预处理工作。为保证特征线提取的稳定性及 精度要求,提出了一种基于数字图像薄化的多尺度特征线提取算法。利用局部熵和重复 度描述采样点在不同尺度下属于某个特征的可能性大小,保证算法的稳定性;通过将提 取的特征点云映射为数字图像和进行薄化处理,获取光滑的特征线,能在一定程度上处 理密度分布不均的点云,并保证特征线的质量。 曲面重建是点云处理的核心。为加快曲面重建的前处理速度,避免因采样点的少量 丢失而导致重建表面出现缝隙,探讨了一种基于曲面单元分解的重建算法。借鉴推进波 前法,基于子域环的构造和中心环的推衍,使所有点的法向指向被测物体的外侧,可缩 短法矢检验的时间;在各采样点处建立相互交迭的曲面单元,以近似包围在点云内部的 空间,可得到质量良好的重建表面。 曲面编辑是点云处理不可缺少的研究内容。为获取灵活的曲面编辑能力,设计了一 种基于超二次曲面的约束变形算法。建立基于超二次曲面的一般约束变形模型,使物体 在多种类型的约束下按指定的曲线位移产生多样化的变形;采用局部熵加权的方式,使 采样点能自动估计变形的程度,并在采样不足的区域插补适当数目的点,保证点云在变 形前后的采样率基本一致。 在上述理论研究成果的基础上,研制开发了基于点的三维散乱数据处理原型系统, 并已作为一个模块嵌入三维CAD系统-Intesolid中。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB472

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵强;彭国华;王锋;;点云精简的一种方法[J];西南民族大学学报(自然科学版);2006年05期
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1 王磊;基于旋转对称三角测量视觉传感器的高分辨率三维信息获取技术研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵强;基于BSP树的点云精简方法研究[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 张丽艳,周儒荣,蔡炜斌,周来水;海量测量数据简化技术研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年11期
2 关振群 ,宋超 ,顾元宪 ,隋晓峰;有限元网格生成方法研究的新进展[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年01期
3 刘胜兰,周儒荣,张丽艳;三角网格模型的特征线提取[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年04期
4 施云惠,王子才,赵明;基于W空间上的神经网络自由曲面重构算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年05期
5 孙玉文,王晓明,刘健;密集散乱数据的三角形网格曲面逼近方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年04期
6 瞿建武,李江雄,柯映林;基于实物的复杂曲面零件反求工程中未知区域测量数据补充及曲面重构技术[J];机械工程学报;2002年09期
7 李培华,张田文;主动轮廓线模型(蛇模型)综述[J];软件学报;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谭昌柏;结构件反求建模中的数据处理技术[D];南京航空航天大学;2003年
【共引文献】
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1 李水乡,袁明武;平面有限元网格生成的自适应技术[J];计算机工程与设计;1999年04期
2 夏旺盛,黄心渊;三维模型轮廓线探测技术的研究与实现[J];北方工业大学学报;2003年03期
3 蒲超,张育民;医学图象三维处理算法与应用[J];兵工自动化;2004年06期
4 冯霈,杨军,常雷;全资可视化系统设计综述[J];兵工自动化;2005年03期
5 毛炳祥,陈一如,李萍,张世英,齐全跃;反求工程中的若干问题[J];兵工学报;1997年04期
6 张俊霞;三维地形可视化及其实时显示方法概论[J];北京测绘;2001年02期
7 陈文娟,石民勇;蛇模型的综述[J];北京广播学院学报(自然科学版);2003年02期
8 沈萦华,徐先良,赵志军,石民勇;虚拟现实技术在复杂场景中漫游的应用[J];北京广播学院学报(自然科学版);2004年04期
9 李翠平,李仲学;矿床的体视化仿真技术与实现[J];北京科技大学学报;2004年06期
10 唐晓英,高艳,张军莉,孙萍,谢敬辉;医学体数据三维重建的体绘制加速算法研究[J];北京理工大学学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔云俊;熊春阳;方竞;;一个网格剖分的组合方法[A];计算力学研究与进展——中国力学学会青年工作委员会第三届学术年会论文集[C];1999年
2 李骞;范茵;刘捷;;基于粒子追踪的风场可视化方法研究[A];'2005数字江苏论坛——电子政务与地理信息技术论文专辑[C];2005年
3 熊凌;;计算机视觉中的图像匹配综述[A];12省区市机械工程学会2006年学术年会湖北省论文集[C];2006年
4 孙广毅;赵新;卢桂章;;基于三维数据场可视化方法的虚拟MEMS加工工艺的研究[A];天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
5 李彬;田联房;陈萍;莫鸿强;毛宗源;;基于模块化设计的一种快速精确的三维医学图像表面重建算法[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
6 赵娅;刘贤梅;解红涛;梁金钤;;虚拟变电系统中实时渲染算法的研究与应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
7 刘向刚;赵希国;李贺佳;;战场复杂电磁环境的可视化研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
8 胡成亮;刘全坤;王强;孙正茂;;直齿轮冷锻三维数值模拟与实验[A];第三届华东六省一市塑性工程学术年会论文集[C];2005年
9 张丽艳;庄海军;聂军洪;;基于海量数据测量的逆向工程与快速原型集成技术研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
10 顾冬云;戴尅戎;张素;陈亚珠;袁建兵;;髋臼软骨参数化曲面模型的研究[A];2005年上海市生物医学工程学会学术年会论文集[C];2005年
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1 单勇;复杂条件下视频运动目标检测和跟踪[D];国防科学技术大学;2006年
2 田怀文;机械零件反求建模关键技术研究[D];西南交通大学;2005年
3 宋超;非结构化自适应有限元网格生成的AFT方法[D];大连理工大学;2004年
4 刘胜兰;逆向工程中自由曲面与规则曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 吴敏;基于约束和特征的结构类零件实体模型重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 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
7 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
8 常歌;基于遥感数据的城市景观建模技术研究与实践[D];解放军信息工程大学;2001年
9 王浩刚;电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D];电子科技大学;2001年
10 邹北骥;人脸造型与面部表情动画技术研究[D];湖南大学;2001年
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1 郑永兰;地下洞室群有限元网格剖分方法研究[D];武汉大学;2005年
2 陈敏志;基于自适应有限元的结构拓扑优化法[D];河海大学;2006年
3 胡超;基于GIS的数字矿山岩层可视化混合构模方法的研究[D];湖南大学;2007年
4 樊少荣;破碎刚体互补形状匹配与拼接方法研究[D];西北大学;2005年
5 李波;钢球纵轧成形法连轧关系的研究及有限元数值模拟[D];燕山大学;2005年
6 王文志;专用有限元分析软件的开发与应用[D];北方工业大学;2005年
7 熊斌伟;水电站厂房结构、材料力学法与有限元法的计算对比分析[D];西安理工大学;2005年
8 周鹏;活塞发动机旋转配气阀传热与接触应力耦合分析[D];西北工业大学;2005年
9 权毓舒;三维点云数据的预处理研究[D];西北工业大学;2005年
10 赵大文;柴油机缸内冷却液流动数值模拟研究[D];大连理工大学;2005年
【同被引文献】
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1 罗大兵,高明,王培俊;逆向工程中数字化测量与点云数据处理[J];机械设计与制造;2005年09期
2 任朴林,周来水,安鲁陵,吴敏;基于散乱数据截面线的曲面重构算法研究[J];中国制造业信息化;2003年03期
3 徐国生 ,周志雄 ,刘正恒;UG二次开发技术在汽车冲模标准件库开发中的应用[J];模具制造;2004年04期
4 张明魁;饶锡新;钟春华;;逆向工程与曲面重构技术[J];现代制造工程;2006年04期
5 柯映林,李奇敏;基于截面轮廓的NURBS曲面重建[J];中国机械工程;2005年12期
6 李江雄,柯映林,程耀东;基于实物的复杂曲面产品反求工程中的CAD建模技术[J];中国机械工程;1999年04期
7 汤辉,费业泰,黄其圣;UG软件CAE二次开发研究及应用[J];组合机床与自动化加工技术;2005年01期
8 汪友生,徐小平;相位法激光测距的实现[J];北京工业大学学报;2003年04期
9 刘伟军,孙玉文,刘健;点云数据的曲面重构新算法[J];工程图学学报;2001年02期
10 李忠学,彭启立,胡彩旗,陈杰;基于光学非接触测量的车身覆盖件曲面品质综合评价[J];工程图学学报;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖春霞;三维点采样模型的数字几何处理技术研究[D];浙江大学;2006年
2 王仁芳;点模型数字几何处理若干技术研究[D];浙江大学;2007年
3 朱伟东;反求工程中基于几何约束的模型重建理论及应用研究[D];浙江大学;2007年
4 赵焕东;相位测量轮廓术的理论研究及应用[D];浙江大学;2001年
5 杨敏;多视几何和基于未标定图像的三维重构[D];南京航空航天大学;2003年
6 唐丽;由手提相机获得的序列图像进行三维重建[D];西安电子科技大学;2003年
7 牛小兵;光栅投射三维轮廓测量技术的研究[D];天津大学;2003年
8 王跃宗;SLM显微立体视觉量化和三维数据重构研究[D];大连理工大学;2003年
9 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
10 孙向军;场景三维重建的若干关键技术研究[D];南京理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李小伟;逆向工程关键技术的研究[D];合肥工业大学;2007年
2 朱险锋;逆向工程中基于特征的人体曲面模型重建[D];江苏大学;2005年
3 蒋春燕;任意拓扑条件下由散乱点自动生成三角网格曲面的算法研究与实现[D];北京工业大学;2001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 孙庆;基于点云的二次曲面特征提取理论和技术研究[D];浙江大学;2003年
6 曾华明;逆向工程中的曲面重构技术研究[D];重庆大学;2004年
7 钱锦锋;逆向工程中的点云处理[D];浙江大学;2005年
8 郑尚文;逆向工程中曲线和曲面重构的研究[D];东南大学;2004年
9 张成国;逆向工程中数据拼接与精简技术研究[D];中国海洋大学;2005年
10 马立广;地面三维激光扫描测量技术研究[D];武汉大学;2005年
【二级引证文献】
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1 陈果;集成视觉的增强光学测距系统DSP软件实现[D];合肥工业大学;2007年
【二级参考文献】
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1 李琼砚,陆际联;空间离散点曲面的疏密三角划分[J];北京理工大学学报;1997年05期
2 齐学义,杨帆,齐冲;贴体坐标网格生成技术的研究[J];工程热物理学报;2001年S1期
3 柯映林,应道宁;参数Bezier三角曲面的GC~1设计[J];工程图学学报;1995年02期
4 王平江,黄雪梅,陈吉红,周济;曲面激光密集测量三维数据的三角片逼近方法[J];工程图学学报;1998年01期
5 张池平,崔明根,李道华;W_2~1(*)空间中二阶常微分边值问题的解析解[J];高等学校计算数学学报;1994年04期
6 刘国庆,郭金吉;Kalman滤波的自适应算法[J];高等学校计算数学学报;1997年04期
7 罗飞路,陈棣湘,张玘,周继伟;自由曲面的立体视觉测量与加工—体化研究[J];国防科技大学学报;1995年02期
8 吕军,王忠金,王仲仁;有限元六面体网格的典型生成方法及发展趋势[J];哈尔滨工业大学学报;2001年04期
9 王平,朱自强,拓双芬,尹幸愉;二维结构/非结构混合网格的生成及其流场模拟[J];航空学报;2001年06期
10 柯映林,钱应璋;散乱点曲面测量造型技术及其在飞机曲面工装模具设计与制造中的应用研究[J];航空学报;1996年06期
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1 杜明芳;空间直角坐标系下球的数据处理数学模型[J];计量技术;2004年02期
2 许建潮 ,张加兴 ,董天正;工程适用的曲线拟合方法[J];长春工业大学学报(自然科学版);1985年00期
3 那景坤;;大顶山采污水样战地寄怀[J];水利天地;2005年12期
4 朱刚;电机型式试验曲线拟合的修正[J];中小型电机;1996年05期
5 杜明芳,张永明;圆锥体测量与数据处理[J];计量与测试技术;2002年04期
6 宋兆坤;饶锡新;解伟功;;逆向工程CAD建模关键技术研究[J];机械制造与自动化;2009年02期
7 何耀华;樊香梅;刘继峰;;CATIA在汽车背门内板设计中的应用[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年12期
8 张磊;李伟刚;陈红涛;;导弹伺服机构中电液伺服系统故障诊断方法研究[J];机床与液压;2011年15期
9 胡二邦,闫江雨,张永义,温联中;连云港核电厂SF_6示踪实验研究[J];中国核科技报告;2000年00期
10 罗大兵,高明,王培俊;逆向工程中数字化测量与点云数据处理[J];机械设计与制造;2005年09期
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1 赵金宝;岳怡寰;林苗;;基于80C196KC单片机智能化的谐波检测方法[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
2 刘根荣;崔向群;;Shack-Hartmann波前检测仪的光学系统设计与应用[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学(激光)联合学术'05年会论文集[C];2005年
3 陈来国;许振成;张素坤;彭晓春;麦碧娴;盛国英;傅家谟;;广州市大气中PCBs的初步研究[A];持久性有机污染物论坛2007暨第二届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2007年
4 周丽;史双昕;张烃;张利飞;董亮;黄业茹;;污染场地有机氯农药残留特征及对周边大气的影响[A];持久性有机污染物论坛2009暨第四届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2009年
5 伍婧;李宜垠;周力平;;岱海0~5cm湖泊沉积物孢粉组合的连续变化特征[A];中国古生物学会孢粉学分会七届二次学术年会论文摘要集[C];2007年
6 丛鑫;薛南冬;李发生;;农药污染场址土壤中有机氯化合物的空间异质性及其对修复的指导意义[A];持久性有机污染物论坛2009暨第四届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2009年
7 闫景明;吴水平;王新红;袁中新;张萌萌;洪华生;;厦门-金门地区高污染期间PM_(10)中PAHs的污染[A];持久性有机污染物论坛2009暨第四届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2009年
8 葛云生;;干涉型光纤传感器的正交解调中调制初相位影响及校正算法研究[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年
9 孙春梅;范亚文;;黑龙江黑河段藻类植物多样性及其生物指示作用的研究[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年
10 闵华明;马家海;;上海市滩涂底栖硅藻初步研究[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年
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1 ;测土配方施肥知识问答 第13期[N];湖北科技报;2006年
2 ;测土配方施肥知识问答 第9期[N];湖北科技报;2006年
3 国家环境保护总局;恶臭污染物排放监测采样点可设于工厂厂界内侧[N];中国环境报;2004年
4 ;ATi镭之新贵——R420[N];电脑报;2004年
5 ;万全T168 G2 创新设计铸造服务器精品 (之二)[N];中国计算机报;2005年
6 中国农业大学绿色环境中心主任 胡林;土壤测试样品采集有讲究[N];中国花卉报;2008年
7 王广平 米厚民;我省稳定6000万亩耕地有保证[N];山西日报;2004年
8 本报记者 王代林陈建兵;大地母亲“体检”:你所不知道的土壤污染普查[N];四川日报;2007年
9 田丽霞;石家庄炼化治安整治“冬季亮剑”[N];中国石化报;2009年
10 记者 薛军 通讯员 黄生昊;海东测土配方施肥项目接近尾声[N];青海日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 武剑洁;基于点的散乱点云处理技术的研究[D];华中科技大学;2004年
2 蔡勇;基于核机器学习方法的点云处理若干方法研究[D];西南交通大学;2006年
3 付妍;流形三角网格的表面重采样及其应用[D];北京大学;2008年
4 王仁芳;点模型数字几何处理若干技术研究[D];浙江大学;2007年
5 田海山;基于点元的几何造型与绘制[D];上海交通大学;2007年
6 董雪玲;北京市大气颗粒物中有机污染特征及来源判识[D];中国地质大学(北京);2008年
7 李功振;京杭大运河(苏北段)底泥重金属污染与释放规律研究[D];中国矿业大学;2009年
8 刘小真;鄱阳湖流域底质重金属及杀虫剂类POPs垂直污染分布特征[D];南昌大学;2008年
9 王永波;基于点云的空间对象表面重建及其多分辨率表达方法研究[D];南京师范大学;2008年
10 王丹宁;城市给水管网水质因子宏观研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁策;基于LiDAR数据获取铁路纵横断面的方法研究[D];西南交通大学;2010年
2 钱锦锋;逆向工程中的点云处理[D];浙江大学;2005年
3 郑君立;海量数据点三维重构关键技术研究与应用[D];东南大学;2003年
4 李琳骁;P2P技术在点云数据处理中的应用[D];浙江大学;2006年
5 李晓琴;2GSPS数字存储示波器数据采集控制与数据处理软件设计[D];电子科技大学;2008年
6 施启乐;反求系统中图像获取与处理若干问题的研究[D];华中科技大学;2004年
7 严小三;某垃圾填埋场附近浅层地下水污染及水环境健康风险评价[D];合肥工业大学;2008年
8 朱恂;智能轮毂跳动检测系统的设计[D];长春理工大学;2009年
9 殷学会;基于粒子的隐式曲面多边形化[D];浙江大学;2005年
10 贺志民;圆弧曲线的有理五次Bézier表示及代数曲线胀开采样方法[D];湖南师范大学;2005年
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