基于工程圖的三維形體重建方法研究.pdf

1、基于工程圖的三維形體重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)、人工智能領(lǐng)域的重要研究方法，其主要任務(wù)是依據(jù)形體在二維視圖的幾何投影信息和拓?fù)湫畔?gòu)造對(duì)應(yīng)的三維形體，是一個(gè)從低維到高維的變換過程。針對(duì)目前已有算法在重建效率和應(yīng)用范圍方面存在的問題，本文對(duì)基于工程圖重建三維形體的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作包括：
　　 1.提出了一個(gè)基于實(shí)際工程圖的預(yù)處理算法。首先，針對(duì)現(xiàn)有算法只能處理標(biāo)準(zhǔn)三視圖的不足，提出了一個(gè)多視圖自動(dòng)分離算法。接著，

2、依據(jù)視圖之間的位置關(guān)系判別視圖的投影方向和所屬投影平面，構(gòu)造復(fù)合三視圖。最后，將已經(jīng)確定投影方向和投影平面的視圖轉(zhuǎn)換到空間坐標(biāo)系，以方便后續(xù)的重建過程。該算法從實(shí)際工程圖中提取幾何信息構(gòu)造復(fù)合三視圖，將同一個(gè)投影方向的多個(gè)視圖歸屬到一個(gè)復(fù)合視圖，既滿足現(xiàn)有三維重建算法的輸入條件，又能處理更多更復(fù)雜的工程圖樣，為三維重建技術(shù)的實(shí)用化提供了一個(gè)新的思路。
　　 2.提出了一個(gè)從三視圖重建復(fù)雜組合體的重建算法。針對(duì)具有復(fù)雜遮擋關(guān)系的組

3、合體三視圖輪廓搜索不完備的問題，提出了基于動(dòng)態(tài)子視圖劃分的投影輪廓搜索算法。在應(yīng)用傳統(tǒng)角度判別法找出三視圖中所有基環(huán)后，以基環(huán)為線索動(dòng)態(tài)劃分單向子視圖并搜索慣性環(huán)，對(duì)已找到的環(huán)進(jìn)行二元組匹配。接著，依據(jù)二元匹配環(huán)組動(dòng)態(tài)劃分雙向子視圖并搜索慣性環(huán)；最后，從已找到的所有環(huán)中搜索基本形體的投影輪廓，通過拉伸或旋轉(zhuǎn)構(gòu)建基本形體，對(duì)基本形體應(yīng)用正則布爾運(yùn)算形成最終三維形體。算法既保證了構(gòu)成組合體的每個(gè)基本形體的投影輪廓環(huán)不被遺漏、重建結(jié)果正確，又

4、避免了窮舉式的輪廓環(huán)搜索，提高了三維重建的效率。
　　 3.提出了一個(gè)從三視圖構(gòu)建曲面相貫體的新算法。二次曲面體相交時(shí)產(chǎn)生的相貫線一般是高次空間曲線，無法用二維投影精確地表達(dá)，通常用擬合的光滑曲線表達(dá)，甚至簡(jiǎn)化為圓弧或直線段，導(dǎo)致相交曲面體的輪廓投影被破壞。而現(xiàn)有構(gòu)建曲面體的算法都要求曲面體的投影輪廓是完整和精確的，均不適用于曲面相貫體的重建。針對(duì)這種情況，本文提出了一種基于四種投影輪廓線索的啟發(fā)式搜索算法處理曲面相貫體的重建，