本文關(guān)鍵詞：基于結(jié)構(gòu)光3D掃描的數(shù)據(jù)反求及處理研究

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【摘要】：基于光柵投影的點云預(yù)處理與曲面重構(gòu)是以結(jié)構(gòu)光3D掃描作為手段,以實物、樣件等作為研究對象,對三維數(shù)據(jù)采集、點云數(shù)據(jù)處理、曲面重構(gòu)、3D打印等內(nèi)容進行研究。該研究是實現(xiàn)產(chǎn)品快速開發(fā)和制造的重要技術(shù)之一,在汽車、摩托車、飛機、家電、模具、工藝品、服裝與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的原型與創(chuàng)新設(shè)計方面具有廣闊的應(yīng)用前景和意義。 本文研究了基于結(jié)構(gòu)光3D掃描數(shù)據(jù)采集的相關(guān)理論,分析了結(jié)構(gòu)光3D掃描的系統(tǒng)原理及構(gòu)成,建立了物體高度與光柵相位之間的對應(yīng)關(guān)系。分析研究了結(jié)構(gòu)光編碼的相關(guān)理論,并進行了相位展開算法研究,簡單介紹了OpticScan3D掃描系統(tǒng)的相關(guān)性能指標(biāo)。 研究了面部三維數(shù)據(jù)反求及處理。首先將三維掃描儀將光柵投射到人臉表面,將人臉表面調(diào)制的變形光柵轉(zhuǎn)換成點云數(shù)據(jù)。將點云自動拼接后,利用三角剖分和曲面擬合生成較為可靠的粗糙三角面。將孔洞邊界的雜亂三角形消除后,再將物體表面的孔洞填充、消差以及平滑處理后獲得封閉的光滑面片。通過四邊形網(wǎng)格剖分、曲面擬合等一系列處理并最終生成面部NURBS曲面。 研究了3D打印成型工藝數(shù)據(jù)處理,進行了打印軟件的仿真,并基于FDM工藝3D打印機,進行了相關(guān)參數(shù)優(yōu)化實驗和3D面部模型打印,對打印結(jié)果進行了分析。
【關(guān)鍵詞】：3D掃描 結(jié)構(gòu)光 點云數(shù)據(jù)處理 曲面重建 3D打印
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP334.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 3D掃描的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-10
• 1.2.1 3D掃描的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 3D掃描技術(shù)發(fā)展趨勢10
• 1.3 本文主要研究工作及意義10-12
• 1.3.1 本文研究工作的意義10-11
• 1.3.2 本文主要研究工作11-12
• 第二章 基于結(jié)構(gòu)光的數(shù)據(jù)采集理論研究及分析12-24
• 2.1 結(jié)構(gòu)光3D掃描系統(tǒng)原理及構(gòu)成12-15
• 2.1.1 系統(tǒng)原理12-13
• 2.1.2 系統(tǒng)構(gòu)成13-14
• 2.1.3 系統(tǒng)模型14-15
• 2.2 系統(tǒng)標(biāo)定15-19
• 2.2.1 攝像機標(biāo)定15-16
• 2.2.2 投影設(shè)備標(biāo)定16-19
• 2.3 結(jié)構(gòu)光編碼19-22
• 2.3.1 時間維編碼19
• 2.3.2 空間維編碼19
• 2.3.3 相移光柵編碼19-22
• 2.4 OpticScan 3D掃描系統(tǒng)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 面部數(shù)據(jù)反求及處理24-39
• 3.1 面部3D數(shù)據(jù)采集24-25
• 3.2 面部點云生成與拼接25-30
• 3.2.1 點云生成25-27
• 3.2.2 掃描系統(tǒng)標(biāo)定27-28
• 3.2.3 面部點云拼接28-30
• 3.3 面部三角面片重構(gòu)30-34
• 3.4 面部三角面片孔洞填充34-36
• 3.5 面部NURBS曲面重構(gòu)36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 面部3D打印數(shù)據(jù)處理39-50
• 4.1 3D打印成型工藝數(shù)據(jù)處理39-44
• 4.1.1 文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)39-40
• 4.1.2 識別層片截面的內(nèi)外輪廓40-41
• 4.1.3 光斑半徑補償41-43
• 4.1.4 掃描處理43-44
• 4.2 打印仿真44-45
• 4.3 基于FDM工藝的面部模型3D打印45-49
• 4.3.1 DOGO 480打印機45-46
• 4.3.2 軟件優(yōu)化參數(shù)設(shè)定實驗46-47
• 4.3.3 面部模型打印47-48
• 4.3.4 打印結(jié)果分析48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 論文總結(jié)50
• 5.2 研究展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56

【參考文獻(xiàn)】

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3 陳明儀,吳德柱,程維明;用條紋圖形拼接法測量三維大物體面形[J];光學(xué)學(xué)報;1998年01期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟凡文;面向光柵投影的點云預(yù)處理與曲面重構(gòu)技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2010年

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本文編號：611893