基于彈性模型的復(fù)合點云表面輪廓分割技術(shù)的研究.pdf

1、逆向工程在已有產(chǎn)品改進和性能測試方面起著至關(guān)重要的作用。通過使用CT掃描儀、MRI掃描儀等三維數(shù)字設(shè)備掃描工業(yè)零件,得到零件外形的點云數(shù)據(jù),然后對點云數(shù)據(jù)進行處理,得到零件外形重構(gòu)之后的數(shù)字化模型。由于CT掃描儀、MRI掃描儀等三維數(shù)字設(shè)備具有穿透能力,所以掃描得到是具有內(nèi)外輪廓的復(fù)合點云數(shù)據(jù),并且復(fù)合點云數(shù)據(jù)局部可能有大量數(shù)據(jù)點集中,有的部位則可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)點缺失的問題。本文通過研究一種在計算機上自動區(qū)分點云數(shù)據(jù)內(nèi)外輪廓的方法,實現(xiàn)復(fù)合

2、點云數(shù)據(jù)的分割。
　　首先通過傳統(tǒng)的GVF外力場推導(dǎo)出三維空間中的GVF外力場,得到三維GVF外力場的數(shù)值迭代式。通過引入體素的概念,實現(xiàn)了AutoCAD中,三維點云數(shù)據(jù)由圖形向圖像的轉(zhuǎn)化,使得以圖像概念為計算基礎(chǔ)的三維 GVF外力場可以作用于以圖形數(shù)據(jù)存在的三維點云數(shù)據(jù);然后將三維 GVF外力場的梯度矢量定義為B樣條曲面控制點的位置改變量,從而使得 B樣條曲面可以通過三維 GVF外力場的作用在體素劃分區(qū)域中變形,實現(xiàn) B樣條曲面

3、與三維點云輪廓的匹配,為復(fù)合點云輪廓分割提供了彈性模型。通過研究B樣條曲面的性質(zhì),確定 B樣條曲面控制點的數(shù)量和劃分方式以及 B樣條曲面中兩組 B樣條曲線的次數(shù),以取得最佳的點云輪廓匹配效果。之后,通過匹配好的B樣條曲面,在體素中計算出合格的初始點云點和B樣條曲面表面點,實現(xiàn)點云輪廓的分割。
　　最后通過ObjectARX二次開發(fā)技術(shù),生成分割復(fù)合點云輪廓的ARX可執(zhí)行文件,再分別使用仿真復(fù)合點云數(shù)據(jù)及真實復(fù)合點云數(shù)據(jù),給出分割實