重构三维物体结构中的线图整理和校正技术研究

论文摘要

在二维投影平面上表示三维物体的线框图称为线图。计算机自动解释线图是计算机视觉系统和计算机辅助设计(CAD)系统研制中的一个重要问题。 由于多种的原因，例如设计者画的线图可能不准确或者有错误，从图像中一般也不能准确抽取场景的线图，致使输入计算机的线图或从图像抽取的线图一般是杂乱无序的，经常存在少线、多线的现象，因此需要对线图进行分析和处理，删去多余的线、补上缺少的线、整理位置不正确的线等等，使之尽可能是三维物体的真实投影图，以利于后续计算机解释线图、恢复三维物体结构的顺利进行。 对线图的解释主要分为两个方面：定性分析和定量分析。对线图进行标记和完整属于对线图解释的定性分析；判别线图中线、面的约束关系及恢复三维物体的结构属于对线图解释的定量分析。本文对这两种分析都做出了研究。 本文根据平面立体完整画隐线图的24种合法节点形式，给出平面立体不完整画隐线图中36种L型节点和8种Ⅰ型节点与这24种合法W型和Y型节点的对应关系，同时给出了处理一般不完整线图中存在的L型节点、Ⅰ型节点、孤线、PEAK型节点以及T型节点的完整算法。 本文中根据直线的表示原则，给出了二维和三维直线的表示方法，分析了在正轴测投影下三维直线表示的方法可能会产生矛盾的情况，并给出了一般的解决方法。 本文中以定理的形式给出正轴测投影下直线与直线、直线与平面和平面与平面之间的一些基本约束。这些基本约束是线图解释的基础。 最后在以约束为基础的情况下，给出了从画隐线图的平面、空间结构，将有误差画隐线图在正轴测投影下进行三维重构的循环反馈迭代的方法。 本文提出的三面项点物体画隐线图标记、完整和重构方法可用于计算机视觉系统或智能CAD系统中物体三维结构的重建。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机解释二维线图的研究问题
• 1.2 计算机解释二维线图的研究现状
• 1.2.1 线图解释的定性分析
• 1.2.2 线图解释的定量分析
• 1.2.2.1 线性系统方法
• 1.2.2.2 优化方法
• 1.3 线图解释中存在的问题
• 1.4 本论文的研究内容和各章节的安排
• 第二章 画隐线图的标记理论
• 2.1 基本假设
• 2.2 线图的标记理论
• 2.2.1 线图的分类
• 2.2.2 完整线图标记理论和规则
• 2.2.3 棱线代码
• 2.2.4 节点代码
• 2.3 一般不完整画隐线图
• 2.4 本章小结
• 第三章 不完整线图的完整
• 3.1 L型节点
• 3.2 I型节点
• 3.3 孤线
• 3.4 PEAK型节点
• 3.5 T型节点分析
• 3.6 不完整画隐线图的删线、补线和标记算法
• 3.6.1 线图的其它标记规则
• 3.6.2 约束传播的标记方法
• 3.6.3 画隐线图标记、完整步骤
• 3.7 本章小结
• 第四章 正轴测投影下的基本约束
• 4.1 直线的表示方法
• 4.1.1 直线的表示原则
• 4.1.2 二维直线的表示方法
• 4.1.3 空间直线的表示方法
• 4.2 平面的表示方法
• 4.3 正轴测投影下的基本约束关系
• 4.3.1 空间两条直线之间的约束关系
• 4.3.2 空间直线与平面之间的约束关系
• 4.3.3 两平面之间的约束关系
• 4.4 本章小结
• 第五章 正轴测投影下画隐线图的三维重构
• 5.1 线图的结构
• 5.1.1 平面结构
• 5.1.2 空间结构
• 5.2 线图的自由度
• 5.3 一般无误差的线图在正轴测投影下的重构
• 5.4 有误差的线图在正轴测投影下的重构
• 5.4.1 正轴测投影下的三维立体重构算法
• 5.4.2 误差分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 实验结果验证
• 6.1 线图完整的算例
• 6.2 正轴测投影下三维立体的重构算例以及误差分析结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 本文结论
• 7.2 后续工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢