论文题目: 逆向工程中三维点云拼接系统的研究与实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 雷家勇
导师: 达飞鹏
关键词: 逆向工程,三维形体拼接,点云处理,特征定位点,识别,最小二乘法
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 三维形体的拼接在逆向工程中是一个非常关键的研究课题,也是计算机视觉和图形图像处理领域重要的研究方向,它在计算机辅助设计、虚拟现实、飞机制造、医学影像等领域有着广泛和重要的应用。由于三维物体的复杂多样性和测量系统得到点云的海量散乱性,三维拼接处理一直是一个难点。针对三维形体和测量系统的特点,根据三维拼接的要求,本文深入研究特征标志点的图形图像处理、空间识别算法、点云拼接算法、点云优化处理等,结合三维空间识别、最小二乘法和三维视场处理,研究与实现标签定位自动识别的三维点云拼接系统,对多视点云的拼接优化后直接输出可供CAD/CAM软件使用的完整数据模型。本文第一章阐述了逆向工程和拼接技术的应用背景、关键意义。第二章分析了光栅扫描原理、硬件结构、多种拼接技术与原理,选择标签定位点云拼接方案,设计整体结构。第三章对特征标志点的图形图像处理进行深入研究。先对二维标志点图像的预处理进行深入研究,选择合适的算法;然后,为了满足精度要求,对标志点图像采用迭代最小二乘的方法拟合数据;在获取三维点云数据后,对点云的平滑滤波进行研究。第四章在深入研究三维空间视觉算法基础上,分析拼接过程,提出数据动态分层的思想,并在此基础上实现三维空间标志点自动搜索与识别对准算法;在对众多学者的三维拼接算法进行了深入分析,和对比较实用的三点组合变换法和三点SVD奇异分解法进行了应用研究后,提出并实现了一种基于数据动态分层、自动搜索识别的多点最小二乘多视拼接算法,并给出应用结果与数据分析;该方法优化了处理过程,提高了拼接的精度与速度;本章对点云数据的后期重叠消除、补偿、光顺处理也进行了研究与讨论。第五章讨论了输出数据的格式与实现。第六章课题的总结与进一步的展望。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 逆向工程背景及其广泛应用
1.2 逆向工程概述
1.3 本课题的意义与应用前景
1.4 主要开展的工作
第二章 拼接系统原理分析与设计
2.1 投影光栅扫描原理
2.2 系统硬件结构
2.3 拼接系统设计
2.3.1 三维形体拼接技术的现状
2.3.2 标签定位点云拼接原理
2.3.3 难点与分析
2.4 拼接软件模块设计
第三章 特征标志点的处理
3.1 二维标志点图像的获取与处理
3.1.1 二维标志点图像预处理
3.1.2 标志点迭代最小二乘拟合
3.2 物体三维信息恢复
3.2.1 三维点云的获取
3.2.2 点云平滑滤波
第四章 三维点云拼接实现
4.1 引言
4.2 三维特征标志点空间搜索与识别
4.2.1 特征提取与识别算法研究
4.2.2 解释树匹配法
4.2.3 空间数据动态分层
4.2.4 软件数据结构与实现
4.2.5 特征搜索与识别算法
4.3 点云拼接算法研究与实现
4.3.1 拼接算法研究现状
4.3.2 三点组合坐标变换法
4.3.3 最小二乘法概述
4.3.4 基于三点矩阵奇异值分解最小二乘法
4.3.5 基于多点自动识别最小二乘法
4.4 消除重叠、补偿、光顺
4.5 软件技术分析与实现
4.5.1 三维视场处理
4.5.2 多线程并发处理
4.5.3 递归搜索
4.5.4 软件流程图
4.6 应用结果与数据分析
4.7 本章小结
第五章 数据输出格式
5.1 CAD/CAM数据转换标准
5.2 IGES转换标准
5.2.1 IGES的作用和文件构成
5.2.2 IGES文件的数据记录格式
5.3 软件实现
5.3.1 IGES接口实现
5.3.2 IGES出错处理
第六章 总结与展望
6.1 课题中主要完成的工作
6.2 需要进一步研究的问题
6.3 结束语
致谢
参考文献
作者在攻读硕士期间发表的论文
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].基于随机游动模型的三维点云数据分割算法的研究[D]. 丰坤.哈尔滨工业大学2013
- [2].指静脉三维点云采集与信息提取研究[D]. 唐绮雯.桂林电子科技大学2018
- [3].木材喷涂行业的工件三维点云数据检测系统研究[D]. 郝福龙.广东工业大学2018
- [4].基于结构光的植物三维点云获取技术研究[D]. 刘杰.西北农林科技大学2017
- [5].自适应分割与曲线驱动的三维点云重建方法研究[D]. 范昱伶.西北农林科技大学2018
- [6].三维点云特征描述和识别重建技术研究[D]. 申志强.山东大学2018
- [7].城市道路场景下基于稀疏三维点云的多运动目标实时追踪[D]. 杨浩.哈尔滨工业大学2018
- [8].玉米冠层三维点云处理技术及株型参数计算方法研究[D]. 李抒昊.黑龙江八一农垦大学2018
- [9].三维模型重建与优化技术研究与实现[D]. 张陛博.北京邮电大学2018
- [10].基于RGB-D的三维点云重建算法研究[D]. 王福伟.南昌航空大学2018
相关论文
- [1].三维激光扫描点云数据处理及应用技术[D]. 袁夏.南京理工大学2006
- [2].逆向工程中散乱点云数据处理关键技术研究[D]. 徐荣礼.江南大学2006
- [3].逆向工程中数据测量和点云预处理研究[D]. 董锦菊.西安理工大学2007
- [4].逆向工程中基于特征曲面的重构算法研究[D]. 何荣.浙江大学2007
- [5].逆向工程在曲面零件设计与检测中的应用研究[D]. 陈焱.燕山大学2007
- [6].点云数据的简化、细分显示与拟合[D]. 邢海军.吉林大学2007
- [7].逆向工程关键技术的研究[D]. 李小伟.合肥工业大学2007
- [8].逆向工程中的点云处理[D]. 钱锦锋.浙江大学2005
- [9].海量点云预处理算法研究[D]. 戴静兰.浙江大学2006