点云数据的微分几何属性估算

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX1085  论文字数:16942.页数:52

摘要
 反求工程，简单地说，就是从实际物体上采集大量的三维坐标。并由此建立该物体的三维模型。从技巧较高的手工工艺到应用复杂的计算机软件和现代的测量技术的现代工程，反求工程有了一个巨大的飞跃，并迅速应用于设计和生产领域。这种技术的扩展既是设计技术本身发展的结果，也是支持反求工程的相关设备发展的结果。反求工程技术包括数据获取，数据处理，分块及曲面拟合。
 本文主要介绍根据给定点云数据，利用拟合抛物面的原理，估算点云数据中每一点处曲面的微分几何属性：包括曲面的最大主方向、最小主方向、最大主曲率、最小主曲率、曲面的法矢等。
  
 关键词:反求工程  微分几何  拾取点云  属性估算

Abstract
 Reverse engineering, short, collect a lot of three-dimensional coordinates from the actual objects. And thus establish the three-dimensional model of the object. Higher skills from the manual application of technology to complex computer software and modern measurement technology of modern engineering, reverse engineering have made a great leap forward, and quickly applied to the design and production fields. The technology expander is the result of the technology itself development, but also supports the reverse engineering of the result of the development-related equipment. Reverse engineering technology include data acquisition, data processing, block and surface fitting.
   In this paper, according to the fixed-point cloud data and the use of parabolic fitting principle, estimates point cloud data at every point in the surface of differential geometry attributes: the largest surface, including the main direction of the main direction of the smallest, most main curvature, and the youngest principal curvature, surface Vector and so on.

 Key words:  reverse Engineering   differential geometry   pick up point cloud properties estimates

目录
摘要 i
Abstract ii
目录 iii
第一章.绪言 1
1.1引言 1
1.2反求工程技术在国内外发展应用状况及其关键技术现状 3
1.3微分几何的产生 4
第二章  选题背景和意义 6
2.1微分几何学的基本内容 6
2.2反求基本要求 6
2.3点云基本要求 7
2.4数据获取 8
第三章. 数据处理和特征提取 9
3.1数据预处理 9
3.1.1 杂点、噪声点去除 9
3.1.2多视拼合 9
3.1.3数据精简 9
3.2 STL数据形成及其数据优化 10
3.3特征提取及数据分割 10
3.4二次曲面特征提取技术 11
3.4.1二次曲面模型 11
3.4.2最小二乘法 13
3.4.3二次曲面拟合 14
第四章 数据的微分几何属性估算 16
4.1曲面曲率计算的基本原理 16
4.2 拾取点云 17
4.3测量数据的曲面曲率计算方法 18
4.4 微分几何属性估算 20
第五章 总结 26
第六章 结束语 27
附录A 28
参考文献： 48
致谢 49