收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于微分信息的散乱点云拼合和分割

刘宇  
【摘要】: 面对数字建模中数以万计的测量数据,最近点查询、正交区域查询、球域查询等基本操作对数据处理算法的计算效率有很大影响。为了提高这些操作的效率,定义了有界k-d树。有界k-d树中数据的空间范围由根节点中的包围盒来进行限制。基于有界k-d树的查询算法在搜索中通过超平面不断划分包围盒来缩小搜索范围,同时递归地计算查询点到包围盒的距离。结合优先级队列,基于有界k-d树的最近点查询算法可拓展到搜索按距离远近排列的多个最近点。实测数据和不同维数的仿真数据的实验分析表明,基于有界k-d树的查询算法的计算效率优于传统的几种搜索算法。另外,还实现了球面数据的快速匀称划分。 曲率和Darboux标架在数据拼合、数据分割等任务中得到了广泛的应用。然而从受噪声污染的散乱点准确地估计这些信息仍然十分困难。本文提出了一种从散乱坐标点拟合一般二次曲面,然后估计曲率张量的方法。引入TLS3L(total least squares on the three level sets)曲面拟合方法,实现了对散乱点的快速可靠的拟合。推导得出了任意隐式曲面曲率的计算公式和三维矢量形式的主方向。从理论上分析了拟合过程的有效性。与其他一些方法相比,该方法能够更可靠地从散乱点估计微分信息。 数据拼合是航空摄影测量、工业检测、曲面建模等方面的重要研究课题。如何确定对应关系、提高拼合精度等都是数据拼合中仍有待解决的问题。本文提出了SCR(Signatures, Clusters, Refinement)方法对散乱点表示的任意曲面进行拼合。该方法通过匹配邻域标识来确定对应关系,根据三维欧拉群SE(3)中的聚类来估计刚体变换的初值,最后对刚体变换的初值迭代求精。所引入的邻域标识将曲面上一点周围的形状变化表示为特征空间中的一点,便于采用k-d树等数据结构加速对应点的搜索。根据从对应点组计算的刚体变换的聚类特性,提出PV(Parameter Voting)方法来估计刚体变换的初值。在对刚体变换初值的迭代求精的过程中,用局部曲面片代替离散点作为拼合的目标几何体,提出了ICS(Iterative Corresponding Surface)方法。 数据分割是物体识别、自动导航、反求工程等任务中的必要处理步骤。即使是对仅仅包含多面体的场景,分割问题也没有完全解决。本文分析了不同边界处的微分特性,指出仅依靠一点与其相邻点的法矢或曲率的变化难以完成数据分割任务。提出了一种散乱点分割方法GCRR(Gaussian map, Clustering, region Recognition, and region Rectification)。该方法采用CMS(cell mean shift)算法对输入数据的高斯图进行聚类。提出了基于奇异值分解的维数分析方法将高斯球上的聚类分成点形、线形和面形的聚类。每个聚类对应R3中的一个点集。通过对应面形聚类的高斯映射的定向分析,识别了双曲面和椭圆面。采用点-平面距离函数区分了凸面和凹面。通过区域调整消除了边界附近因法矢估计误差而产生的区域。给出了GCRR方法的复杂度分析、在仿真和实测数据上的实验结果。 最后,开发了数字建模系统MIMDFM(Measurment, Integrated Modeling, and Design For Manufacturing of complex parts),对所提出的理论和方法进行了编程实现,通过几个实际零件的数字建模过程验证了该系统的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘浩,唐月红,廖文和;双二次NURBS曲面间的最短距离[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年10期
2 贺强;张树生;白晓亮;;逆向工程中一种鲁棒的平移对称提取算法[J];西安交通大学学报;2011年07期
3 黄雪梅,陈吉红,周济;空间三角形网格优化算法[J];工程图学学报;1999年01期
4 邱雪松,多壮志,杨正球,孟洛明;分层与分割概念及其在ATM网管系统中的应用[J];北京邮电大学学报;1999年01期
5 霍耀中;概述画面组织[J];新闻出版交流;2000年02期
6 李佐,王姝华,蔡士杰;一种基于前端预测识别的粘连字符分割方法[J];计算机研究与发展;2001年11期
7 郦苏丹,张翠,王正志;SAR图像的最优分割方法[J];遥感技术与应用;2001年03期
8 穆国燕,田俊霞,陈树中;一种有效的指纹图像分割和细化方法[J];计算机工程;2002年10期
9 樊建华 ,邬义杰 ,林兴;C-Bézier曲线分割算法及G~1拼接条件[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年05期
10 亓利伟,冯淑敏,赵毅,李明辉;面向层析测量的特征模型反求系统[J];模具技术;2002年03期
11 汤霖,蔡莲红;基于层级策略的连续数字串识别的研究[J];计算机工程与应用;2003年21期
12 韦乐平;网络的分层和分割[J];现代电信科技;1999年01期
13 陈启军,王月娟,陈辉堂;基于宏-微机器人的不连续轨线的跟踪[J];机器人;2000年05期
14 罗伯特 E.贝可夫;图片彩色参数数字滤波设计(英文)[J];测试技术学报;2003年02期
15 柴慧臻,杜光伟,罗述谦,杨杨,李婧,王星,李芳薇,甘然然;中国第1例数字化女虚拟人的三维重建[J];中国医学影像技术;2003年04期
16 冷国富;小巧实用的国内分割软件——飞雪万能分割机V2.79[J];电脑校园;2004年03期
17 刘宇;熊有伦;;基于法矢的点云拼合方法[J];机械工程学报;2007年08期
18 郭宗明;图像区域分割和映射在动画序列图自动着色中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);1998年Z1期
19 程杰;一种基于直方图的分割方法[J];华中理工大学学报;1999年01期
20 裴继红,谢维信;势函数聚类自适应多阈值图像分割[J];计算机学报;1999年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任治平;任莉娟;赵亮;张青梅;;试论分体对应穴与相似形态的关系[A];第四届全国推拿学术交流论文汇编[C];1995年
2 金成勋;周广禄;郭恒业;;对ICP算法中稳定采样的研究[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
3 陶建华;蔡莲红;;韵律数字建模与韵律研究[A];新世纪的现代语音学——第五届全国现代语音学学术会议论文集[C];2001年
4 李肇严;陈进兴;蔡家铭;孙永年;毛齐武;;三维脑血管影像重建[A];海峡两岸医疗仪器学术会议论文集[C];1995年
5 吴知求;;对应关系是事物最基本的逻辑关系[A];逻辑今探——中国逻辑学会第五次代表大会暨学术讨论会论文集[C];1996年
6 边馥苓;张燕江;;基于空间查询的历史数据回溯[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
7 吕琼琼;杨晓晖;杨唐文;韩建达;庄严;;激光雷达点云数据的三维建模技术[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
8 李国丽;邓娜;胡存刚;韩卫星;;基于切比雪夫多项式拟合的肿瘤体积算例验证[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(上册)[C];2006年
9 郭盛;李立辉;王震洲;刘教民;;阈值选取技术在二维图像分割中的应用研究[A];2007年河北省电子学会、河北省计算机学会、河北省自动化学会、河北省人工智能学会、河北省计算机辅助设计研究会、河北省软件行业协会联合学术年会论文集[C];2007年
10 李冬梅;牛长流;;运动车辆的牌照识别[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宇;基于微分信息的散乱点云拼合和分割[D];华中科技大学;2008年
2 吴国荣;基于机器学习的立体脑图像弹性配准框架研究[D];上海交通大学;2007年
3 董鹏;分布式空间信息的高效查询与分析系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
4 付信际;合成孔径雷达图像分类与目标检测技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
5 黄继先;基于R-树的空间数据库查询技术研究[D];中南大学;2005年
6 余雳;虚拟可视鼠样品制备技术研究[D];华中科技大学;2006年
7 战翌婷;船舶数字化设计软件平台关键技术研究[D];大连理工大学;2008年
8 周石林;非规则碎片匹配关键技术的研究及实现[D];南京航空航天大学;2005年
9 王洪涌;先秦两汉商业词汇—语义系统研究[D];华中师范大学;2006年
10 刘相滨;类圆性颗粒图像分割技术研究[D];湖南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈梦麟;基于三角网格的模型匹配形变算法研究与改进[D];浙江大学;2007年
2 王倩倩;中韩能愿表达法对比研究[D];中国海洋大学;2007年
3 吴进善;汉英文本对应单位转换分析—语料库驱动研究[D];河南师范大学;2007年
4 李毅;基于标注语料库的句子语义成分研究[D];烟台师范学院;2005年
5 朱经伟;约翰·福尔斯小说《法国中尉的女人》中的多重对话[D];扬州大学;2007年
6 张树芹;《韩非子》反义形容词研究[D];河北师范大学;2007年
7 左登平;虫草有性型及其无性型关系的分子确证[D];安徽农业大学;2008年
8 黄冠;回声问句的认知语法研究[D];河南大学;2006年
9 范明建;锚杆预应力与巷道支护效果的关系研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
10 孙玩文;现代汉语预设的意义类型、触发语及其关系研究[D];暨南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王建生;微软拒绝被分割[N];新华每日电讯;2000年
2 邹继纯;《黄帝内经》与音高、色彩的对应关系[N];光明日报;2006年
3 陈 萍;这份房产该如何分割[N];检察日报;2002年
4 余小倩;发挥比较优势 打破城市分割$$多管齐下推进农业发展[N];经济日报;2002年
5 晓君;这笔拆迁款如此分割不妥[N];检察日报;2001年
6 蔡拥军 陈梦阳;东北对外开放的制高点、最近点[N];商务时报;2007年
7 王战世 车殊;鸡肉分割卖获利成倍增[N];山西科技报;2000年
8 记者王昊;各派共同抵御以分割计划[N];人民日报;2002年
9 ;离婚后发现转移财产能否要求重新分割[N];检察日报;2002年
10 夏;分割微软Linux吃亏[N];中国计算机报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978