自由曲面三维点云数据自组织光顺与模型修复

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1、分类号学号641000200670472学校代码10487硕士学位论文自由曲面三维点云数据自组织光顺与模型修复学位申请人：庞志刚学科专业：机械电子工程指导教师：唐立新副教授答辩日期：2008年5月28日AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSelf-OrganizationFairnessandModelModificationFor3DPointsCloudDataofFree-

2、surfacesCandidate:PangZhigangMajor:MechatronicEngineeringSupervisor:AssociateProf.TangLixinHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

3、对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√

4、”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要三维点云数据可以表现丰富的物体表面细节，是描述物体三维模型的有利工具。但由于噪声、数据缺失等因素的影响，三维重构方法所获得的点云数据往往不符合实际应用的需要。因此，对三维点云数据的进一步处理如光顺和修复就显得十分重要。本课题以通过图像重构所生成的三维点云数据为对象，研究其光顺和修复的方法。本文深入探讨了基于三维点云数据的曲面曲率求解方法，得到了描述曲面微观特性的物理量：平均曲率和高斯曲率，并进一步利用曲面曲率特点，实现了曲面的区域划分。生命系统自

5、组织行为中体现出的自组织原理和方法，为众多领域所借鉴。将三维点云中的每一个点看作是具有生命力的单元，所有点云便构成了一个由生命单元组成的生命体，便可用生命体自组织原理来研究点云数据的光顺与修复问题。本文将自组织原理应用于三维点云数据光顺处理，结合点云数据的特点，在比较现有点云数据光顺方法的基础之上，借鉴了图像处理中的均值滤波方法，实现了点云数据的自组织光顺。对比实验结果证明此方法光顺速度快，效果好，能很好地完成对点云数据的光顺。本文进一步将自组织原理应用于点云数据修复。利用二次曲面拟合曲面微观形状，求得修复后

6、的点云数据的值。在所有点云数据完成一次修复迭代后，用点云数据的拟合值替换原值形成新的曲面，并运用相对分散度来控制迭代次数，最终实现对点云数据的自组织修复。本文构建了基于OpenGL和VC6.0的三维模型显示环境，并利用文中提出的点云数据光顺和修复方法，开发出三维点云数据自组织光顺与模型修复软件。关键词：三维点云数据自组织光顺模型修复IAbstract3Dpointscloudcanpresentabundancedetails,alsoitisasharptooltorepresentobjectmodel.

7、Becauseoftheinterferentialdataandleakofdata,thedatafromreverseengineeringisnotappliedinactualsituation.Soitisneededtomodelthe3Dpointscloudoffairnessandmodification.Thethesisdotheresearchofthetechnologyaboutfairnessandmodificationbasedonpointscloudfromimager

8、everseengineering.Thethesisdothedeepresearchoftheevaluationaboutthesurfacecurvature,thengetMeancurvatureandGaussiancurvature,whichrepresentthesurfacedifferentialproperties.Bythehelpofthetraitofcurvatur