發(fā)布時間：2017-08-30 18:17

  本文關(guān)鍵詞：散亂點云數(shù)據(jù)預(yù)處理的研究

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【摘要】：逆向工程是一種由產(chǎn)品實物模型構(gòu)建計算機(jī)模型的手段,它能夠極大地縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,因此,在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)預(yù)處理是逆向工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其結(jié)果影響后續(xù)模型重構(gòu)的質(zhì)量。本文以此為背景,研究了逆向工程數(shù)據(jù)預(yù)處理中的一些關(guān)鍵技術(shù)。對點云拓?fù)潢P(guān)系建立的方法進(jìn)行了研究,分析幾種常見的方法的優(yōu)勢和不足,在基于柵格法的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的算法。對實驗中采集得到的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行了拓?fù)潢P(guān)系的建立,為點云數(shù)據(jù)后續(xù)的預(yù)處理實現(xiàn)帶來了方便。對點云去噪的方法進(jìn)行了研究,分析了噪聲點產(chǎn)生的原因,并根據(jù)散亂點云的特點,分析各類算法中的優(yōu)勢和不足,針對雙邊濾波法的不足,提出一種改進(jìn)的去噪算法,并詳細(xì)介紹這種去噪算法:基于噪聲分類的雙邊濾波算法。該方法在實際處理過程中得到了良好的效果。研究了點云精簡的方法,并針對現(xiàn)有散亂點云精簡方法的缺陷,提出了一種基于散亂點云分區(qū)的改進(jìn)精簡方法,給出了相應(yīng)的算法流程。首先將包圍點云數(shù)據(jù)的最小包圍盒劃分成若干個子空間,根據(jù)每個含有點的子空間,獲取K鄰域點集的擬合平面,計算K鄰域中各點到擬合平面距離的累加和。對各個K鄰域的距離累加和升序排列,根據(jù)預(yù)定精簡百分比,將包圍盒劃分為待保留和待刪除兩個區(qū)域,并在這兩個區(qū)域采用不同方法進(jìn)行精簡。實例驗證表明,該算法在保留幾何特征的同時,更能有效地避免“空白區(qū)域”,且提高了計算效率。研究了點云配準(zhǔn)相關(guān)技術(shù),對三維空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)做了介紹,研究了點云配準(zhǔn)的常用方式,提出了一種基于協(xié)方差分析法的初始配準(zhǔn)方法,并重點闡述了ICP算法。最后利用實驗結(jié)果,證明本文中方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：逆向工程 數(shù)據(jù)預(yù)處理 點云去噪 點云精簡 點云配準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 逆向工程的定義9
• 1.2 逆向工程中的前期工作9-16
• 1.2.1 三維數(shù)據(jù)獲取10-15
• 1.2.2 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題研究的意義16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點17-19
• 2 點云數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的建立19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的建立19-27
• 2.2.1 K-D樹法19-22
• 2.2.2 八叉樹法22-26
• 2.2.3 三維柵格法26-27
• 2.3 稍作改進(jìn)的三維柵格法27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 點云數(shù)據(jù)去噪30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 噪聲點產(chǎn)生的原因及噪聲點模型分析30-31
• 3.2.1 噪聲點產(chǎn)生的原因30
• 3.2.2 噪聲點模型分析30-31
• 3.3 常用的散亂點云去噪方法31-33
• 3.4 一種改進(jìn)的濾波算法33-35
• 3.5 算法去噪效果35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 4 點云數(shù)據(jù)精簡37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 常見點云精簡方法37-41
• 4.2.1 常見的散亂點云精簡方法37
• 4.2.2 曲率的估算37-40
• 4.2.3 點云精簡算法評估40-41
• 4.3 散亂點云精簡的一種改進(jìn)算法41-47
• 4.3.1 算法流程41-42
• 4.3.2 協(xié)方差分析法42
• 4.3.3 具體算法步驟42-44
• 4.3.4 算法效果對比44-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 5 點云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)49-63
• 5.1 引言49
• 5.2 坐標(biāo)系變換基本理論49-51
• 5.2.1 平移變換50
• 5.2.2 旋轉(zhuǎn)變換50-51
• 5.2.3 縮放變換51
• 5.3 基于三基準(zhǔn)點的配準(zhǔn)方法51-53
• 5.4 ICP算法53-60
• 5.4.1 初始配準(zhǔn)方法53-58
• 5.4.2 精確配準(zhǔn)的ICP方法58-60
• 5.5 計算實例60-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果100

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本文編號：760847