三维建模技术在容积计量中的应用研究

论文摘要

随着计算机辅助设计与图形学的发展,几何造型技术在许多领域得到了广泛的研究和应用,在测绘工作中却鲜有研究。随着测绘仪器的发展,测量自动化程度不断提高,三维的实时、动态测绘在测绘工程中广泛应用,获取自然界物体物理数据和其几何构造数据是测绘的根本目的之一,测量数据与实体模型的构造需求相结合必须依靠计算机辅助下的可视化技术手段,有效的利用测量产生的庞大数据,可视化技术实现人与机之间的数学模型和图象交流和信息流转。本文以船舱容积计量研究项目为契机,主要在以下几方面作了较深人的研究工作: 1.测量机器人应用研究。由测量机器人TCRA1101和外置CCD摄像机、可遥控移动测量平台、控制PC电脑四部分组成自动测量系统,以实现仪器操作、数据采集自动化; 2.三维测量离散点集Delaunay三角网化。利用CAD/CAM几何造型技术,将离散点分割分片投影点集作二维Delaunay三角划分或规则空间曲面Delaunay三角划分,最后根据投影点上的邻接关系确定三维点之间的连接,合并形成Delaunay三角网,本文在已有生成算法的基础上,对生成Delaunay三角网算法进行了改进和优化; 3.基于OpenGL,研究了船舱模型的三维可视化。运用可视化技术,分析观测到的海量数据,建模和并模拟显示,从而实现对奇异特征点的编辑处理和分析; 4.基于三维模型,对船舱容积计算进行了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外研究现状及趋势
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 本文的主要研究内容及组织
• 1.3.1 本文的主要研究内容
• 1.3.2 本文的组织
• 第二章 三维不规则体面特征数据获取方法
• 2.1 不规则三维形体的测量方法概述
• 2.1.1 激光扫描技术
• 2.1.2 测量机器人技术
• 2.2 三维不规则体面特征数据采集系统
• 2.2.1 系统构成
• 2.2.2 主要技术指标
• 2.3 系统数据采集方法
• 第三章 三维三角网格划分算法
• 3.1 平面DELAUNAY三角划分的基本概念
• 3.1.1 平面三角划分基本概念
• 3.1.2 平面三角优化准则
• 3.1.3 平面离散点集三角划分的基本步骤
• 3.2 空间DELAUNAY三角划分原理
• 3.2.1 三维离散数据处理
• 3.2.2 构造空间三角网格
• 3.3.3 空间三角形网格Delaunay化
• 3.3 空间DELAUNAY三角网格划分步骤
• 3.3.1 数据预处理
• 3.3.2 初始三角格网
• 3.3.3 Delaunay准则优化三角格网
• 第四章 可视化技术在容积计量中的应用
• 4.1 OPENGL技术
• 4.1.1 OpenGL特点
• 4.1.2 OpenGL的体系结构
• 4.1.3 VC环境下基于Open GL的编程步骤
• 4.2 三维模型特征点捕捉技术
• 4.3 三维模型数据结构
• 4.4 三维模型可视化实现
• 4.4.1 三维模型显示
• 4.4.2 三维模型测量点坐标编辑
• 第五章 基于三维模型的容积计量
• 5.1 三角面片NURBS曲面拟合
• 5.1.1 非均匀有理B样条曲面
• 5.1.2 OpenGL中NURBS功能
• 5.2 等值线法容积计量
• 5.2.1 三角网格生成等值线
• 5.2.2 等值线光滑
• 5.2.3 利用等值线容积计量
• 5.3 基于三角格网的容积计量
• 结束语
• 参考文献
• 后记