基于微分流形的整體曲面重構(gòu)方法的研究.pdf

1、曲面重構(gòu)是逆向工程中的關(guān)鍵和難點(diǎn)問題，它是將點(diǎn)云測量設(shè)備采集得到的隨機(jī)分布、無規(guī)則的點(diǎn)云數(shù)據(jù)重構(gòu)得到連續(xù)的曲面，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、娛樂、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前曲面重構(gòu)方法多種多樣，其中NURBS參數(shù)曲面重構(gòu)方法因其可以精確的表示規(guī)則和自由曲面，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，具有任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜曲面一般采用將整體曲面分片構(gòu)造，再將曲面片進(jìn)行拼接得到最終的曲面。但是在NURBS方法實(shí)現(xiàn)的過程中，曲面片之間的光滑拼接要達(dá)到二階或三階光

2、滑性比較困難，導(dǎo)致對(duì)具有任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜曲面模型的重構(gòu)耗時(shí)較長，有一定的局限性。為避免NURBS方法后期復(fù)雜的曲面拼接操作，本文將拓?fù)鋵W(xué)中的微分流形這一概念引入到復(fù)雜實(shí)物的曲面重構(gòu)過程中。微分流形在數(shù)學(xué)中用于描述幾何形體，是局部具有歐氏空間性質(zhì)的空間，它把非結(jié)構(gòu)化的點(diǎn)云轉(zhuǎn)換為具有一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過局部的結(jié)構(gòu)化特征來反應(yīng)復(fù)雜實(shí)物原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征信息。本文在微分流形理論和曲面重構(gòu)方法的基礎(chǔ)之上，對(duì)復(fù)雜實(shí)物的散亂點(diǎn)云的曲面重構(gòu)方

3、法進(jìn)行了研究，主要工作如下:
　　第一，采用HandySCAN700手持式激光掃描儀獲取物體表面的點(diǎn)云，基于點(diǎn)云的幾何信息曲率及法向量對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行精簡，在很好的保留特征點(diǎn)的同時(shí)保證點(diǎn)云不至于精簡過度，這樣為曲面重構(gòu)階段奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　第二，為了避免NURBS方法中復(fù)雜的曲面片拼接操作，提高復(fù)雜實(shí)物曲面重構(gòu)方法的精度和效率，從整體重構(gòu)的思想出發(fā)對(duì)具有任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜實(shí)物的曲面進(jìn)行重構(gòu)，將NURBS方法中規(guī)定的矩形定義域