本文關(guān)鍵詞：基于點云的牛體體積計算方法的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：肉牛養(yǎng)殖業(yè)在我國的國民經(jīng)濟建設(shè)中占有非常重要的地位,是與民生息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)肉量作為評定肉牛產(chǎn)量的重要標(biāo)準(zhǔn),更需要實現(xiàn)自動化測定。體積參數(shù)作為牛體的基本幾何屬性,是研究其相關(guān)性的重要前提。針對這一問題,本文主要利用計算機圖形處理技術(shù)對基于點云的體積計算方法進行研究,采用四面體剖分的方法對牛體點云進行自動化劃分,并對生成的四面體網(wǎng)格進行優(yōu)化處理,最終實現(xiàn)牛體體積的計算。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:(1)初始的四面體剖分:通過對比分析幾種常見四面體網(wǎng)格生成算法的優(yōu)缺點,對Delaunay三角化方法進行了深入研究。以三角剖分的計算幾何理論為基礎(chǔ),研究了凸包、Voronoi圖以及Delaunay三角化的概念原理及其生成準(zhǔn)則。在增量算法和局部變換法的基礎(chǔ)上采用增量變換算法生成初始的四面體網(wǎng)格,并在此基礎(chǔ)上引入隨機擾動算法,提高剖分的四面體單元質(zhì)量。(2)邊界恢復(fù):在生成初始的四面體網(wǎng)格后,由于得到的是四面體凸包網(wǎng)格,需要加入約束條件,對牛體表面進行邊界恢復(fù),邊界恢復(fù)主要包括邊恢復(fù)和面恢復(fù)。采用在丟失邊上添加輔助點的方法實現(xiàn)邊的恢復(fù);面的恢復(fù)是將空腔重新構(gòu)建為四面體網(wǎng)格并對生成的網(wǎng)格進行標(biāo)記,然后消除標(biāo)記為體外的四面體。通過邊界恢復(fù)后可以得到約束性的四面體網(wǎng)格,能夠進一步提高體積計算的精度。(3)網(wǎng)格優(yōu)化:根據(jù)四面體單元質(zhì)量度量方法對生成的四面體網(wǎng)格的質(zhì)量和尺寸進行控制,通過薄元分解的方法消除網(wǎng)格中的四面體薄元,采用相鄰單元體間的局部變換以及網(wǎng)格光順技術(shù)生成均勻化的四面體網(wǎng)格。根據(jù)生成的優(yōu)化的四面體網(wǎng)格,利用行列式法計算牛體每個四面體的體積,各體積之和即為整個牛體的體積。通過采用簡化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對本文算法進行設(shè)計實現(xiàn),實驗結(jié)果表明此算法計算得到的牛體體積的平均精度為91.4%,與具有規(guī)則形狀的幾何物體的體積計算精度相比,具有較小的誤差。由此可以得出,研究中采用對點云進行四面體剖分的方法對具有復(fù)雜表面特性的牛體有較好的適應(yīng)性,體積計算的精度也較高。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)格生成 Delaunay四面體剖分 邊界恢復(fù) 網(wǎng)格優(yōu)化 體積計算
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S823;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 擬蒙特卡羅法11-12
• 1.2.2 投影法12
• 1.2.3 行列式法12-13
• 1.2.4 四面體凸包法13
• 1.3 研究內(nèi)容13-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 四面體剖分相關(guān)理論與算法16-24
• 2.1 四面體網(wǎng)格生成算法16-19
• 2.1.1 八叉樹法16-17
• 2.1.2 推進波前法17-18
• 2.1.3 Delaunay法18-19
• 2.2 四面體剖分的幾何基礎(chǔ)19-22
• 2.2.1 凸包19-20
• 2.2.2 Voronoi圖20-21
• 2.2.3 Delaunay三角化概念21-22
• 2.3 Delaunay三角化算法22-23
• 2.3.1 增量算法22-23
• 2.3.2 局部變換法23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 基于Delaunay四面體剖分的牛體體積計算24-40
• 3.1 算法設(shè)計24-25
• 3.2 初始的Delaunay四面體剖分25-28
• 3.2.1 生成外包四面體25-26
• 3.2.2 隨機擾動26-27
• 3.2.3 增量變換法27-28
• 3.3 邊界恢復(fù)28-34
• 3.3.1 邊恢復(fù)28-31
• 3.3.2 面恢復(fù)31-34
• 3.4 網(wǎng)格優(yōu)化34-39
• 3.4.1 單元質(zhì)量度量34-35
• 3.4.2 消除四面體薄元35-37
• 3.4.3 網(wǎng)格光順37-39
• 3.5 牛體體積計算39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 實驗結(jié)果與分析40-51
• 4.1 實驗設(shè)計40-41
• 4.2 實驗結(jié)果41-48
• 4.2.1 初始的四面體網(wǎng)格41-44
• 4.2.2 約束性四面體網(wǎng)格44-46
• 4.2.3 優(yōu)化后的網(wǎng)格46-48
• 4.3 數(shù)據(jù)分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-52
• 5.1 總結(jié)51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 致謝55-56
• 作者簡介56

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1 王峰;王玉林;李旭;;一種汽車車身曲面數(shù)據(jù)點云的分塊方法[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2006年06期

2 郭浩;戈振揚;葛勇;李明;李鵬;劉靜;林文如;;基于點云的作物地下變態(tài)根可視化模擬[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2011年06期

3 李旭;高峰;王玉林;王峰;;基于逆向工程的車身測量點云分割方法研究[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2008年05期

4 尤號田;邢艷秋;王錚;王蕊;孫小添;;點云密度對激光雷達(dá)估計森林樣方平均樹高的影響[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年05期

5 方慧;杜朋朋;胡令潮;何勇;;基于可視化類庫的植株三維形態(tài)配準(zhǔn)方法及點云可視化[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2013年22期

6 張景濤,盧章平;用ImageWare實現(xiàn)缺損點云的曲面重構(gòu)[J];農(nóng)機化研究;2005年05期

7 尤號田;邢艷秋;王錚;孫小添;王萌;;利用LiDAR離散點云估測針葉林葉面積指數(shù)[J];西北林學(xué)院學(xué)報;2014年03期

8 汪沛;宋海峰;趙迎輝;趙睿;;基于影像濾除地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)中綠色植被點云的方法研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年16期

9 高青風(fēng);程國全;翁海珊;;刀具驅(qū)動曲面生成方法研究與實現(xiàn)[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2008年08期

10 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李文濤;韋群;楊海龍;;基于圖像的點云生成和預(yù)處理[A];2011年全國通信安全學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

2 蔡來良;李儒;;點云數(shù)據(jù)處理算法與實現(xiàn)初步研究[A];第四屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

3 馬國慶;陶萍萍;楊周旺;;點云空間曲線的微分信息計算及匹配方法[A];第四屆全國幾何設(shè)計與計算學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 江倩殷;劉忠途;李熙瑩;;一種有效的點云精簡算法[A];第十五屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

5 解輝;張愛武;孟憲剛;;機載激光點云快速繪制方法[A];第二十五屆全國空間探測學(xué)術(shù)研討會摘要集[C];2012年

6 李凱;張愛武;;基于激光點云的糧倉儲糧數(shù)量測量方法[A];第二屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2010年

7 朱曉強;余燁;劉曉平;袁曉輝;Bill P.Buckles;;基于航拍圖像和LiDAR點云的城市道路提取[A];全國第19屆計算機技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2008年

8 劉虎;;基于線性八叉樹的點云簡化與特征提取研究[A];促進科技經(jīng)濟結(jié)合，服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展——蚌埠市科協(xié)2012年度學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

9 李濱;王佳;;基于點云的建筑測繪信息提取[A];第四屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

10 楊雪春;;反求工程建模中點云切片技術(shù)研究[A];全國先進制造技術(shù)高層論壇暨第八屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曹裕華 高化猛 江鴻賓;激光點云 亦真亦幻[N];解放軍報;2013年

2 中國工程院院士 劉先林;四維遠(yuǎn)見的裝備創(chuàng)新[N];中國測繪報;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭檢貴;融合點云與高分辨率影像的城區(qū)道路提取與表面重建研究[D];武漢大學(xué);2012年

2 劉涌;基于連續(xù)序列自動快速拼接的全方位三維測量技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2013年

3 袁小翠;產(chǎn)品表面缺陷視覺檢測數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 韓峰;基于點云信息的既有鐵路狀態(tài)檢測與評估技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 金龍存;3D點云復(fù)雜曲面重構(gòu)關(guān)鍵算法研究[D];上海大學(xué);2012年

6 李揚彥;基于點云的三維重建與形變事件分析[D];中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院;2013年

7 楊德賀;面向虛擬測方系統(tǒng)的點云聚類與擬合理論[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

8 何朝明;離散點云處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

9 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

10 李寶;三維點云的魯棒處理技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龔碩然;基于Delaunay三角剖分的點云三維網(wǎng)格重構(gòu)[D];河北大學(xué);2015年

2 楊紅粉;頻域技術(shù)應(yīng)用于點云配準(zhǔn)研究[D];北京建筑大學(xué);2015年

3 段紅娟;點云圖像交互式曲線骨架提取技術(shù)及其應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2015年

4 張永恒;散亂點云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法研究[D];長安大學(xué);2015年

5 吳愛;面向特征擬合的點云簡化方法研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

6 薛廣順;基于立體視覺的牛體點云獲取方法研究與實現(xiàn)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 胡誠;精度約束下地表LiDAR點云抽稀方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 余明;三維離散點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

9 陳星宇;基于三維彩色點云的地形分類方法研究[D];南京理工大學(xué);2015年

10 朱東方;基于復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點云的曲線擬合研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于點云的牛體體積計算方法的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：393495