反求工程點云數(shù)據(jù)拼合與精簡技術的研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展,反求工程技術已逐漸成為進行產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新最普遍的方法,并發(fā)展成為計算機輔助設計中一個較為獨立的分支。測量數(shù)據(jù)預處理技術是反求工程中必不可少的環(huán)節(jié)之一,其中點云數(shù)據(jù)的拼合與精簡是數(shù)據(jù)預處理技術的兩個重要方面,其處理的質(zhì)量好壞對后續(xù)的模型重構(gòu)有決定性的影響,具有非常重要的研究意義。本文對反求工程中測量數(shù)據(jù)的拼合與精簡技術進行了深入的研究,研究內(nèi)容主要有下面幾個部分:
　　 1、對采集到的多視數(shù)據(jù)首先進行拼合處

2、理,傳統(tǒng)的ICP拼合算法易陷入迭代局部極值,因此本文提出一種改進的ICP精拼合算法。測量數(shù)據(jù)首先經(jīng)過粗拼合處理,大致對齊到同一坐標系,并對其重合部分進行B樣條曲面擬合,通過插補出的點來確定初始對應點集;提出利用約束點對和曲率約束相結(jié)合的方法來剔除不可靠點對,這種方法將剛體運動相同性和型面特征不變性結(jié)合起來,有效地減小了對應點集的誤差率;利用最小二乘法對確定的最終點集進行變換矩陣的求解。
　　 2、經(jīng)過拼合的點云還需要進行精簡處理

3、,為了保證精簡處理時不會丟失關鍵的點云工程信息,本文提出一種基于模糊聚類的點云精簡算法。以幾何約束相似度來反映測量零件表面形狀的變化,使精簡后的點云在形狀變化劇烈的區(qū)域得到足夠多的保留;同時利用強制約束相似度來反映工程師的設計目的和要求,減少精簡時點云設計信息和工程信息的丟失。
　　 3、根據(jù)上述理論研究內(nèi)容,在Windows 7環(huán)境下利用Visual C++6.0結(jié)合OpenGL圖形庫函數(shù)進行了原型系統(tǒng)的開發(fā)。