逆向工程中的数据精简研究

逆向工程中,数据精简技术是进行曲面重构的重要内容。介绍了曲面曲率的基本理论,根据曲率精简点云的方法,并结合实际对根据曲率精简点云数据的方法进行改进,着重研究了邻域搜索、曲率计算、曲率精简原则等内容,在保证测量精度的前提下,时提高曲面重构的计算效率、减少存储空间等有较好的效果。     

反求工程中测量数据的精简算法

通过分析现有对测量数据精简算法的不足,提出了根据曲率精简点云的新方法,给出了散乱点的邻域搜索、曲率估算和精简原则。对具有不同特征的测量数据进行了精简测试分析,结果证明了该算法的有效性和实用性。     

基于逆向工程的数据精简方法研究

随着非接触式测量方式在逆向工程中的广泛应用,对其所获密集、散乱点云进行简化处理是后续建模等工作的必要前提.提出了一种改进的基于角度偏差迭代的点云简化方法,该方法应用于某汽车前梁冷冲模具的测量数据简化,精简了大量冗余数据和噪声数据,并完整地保留了其特征数据,提高了后续建模效率.     

曲面曲率精简算法研究

逆向工程中对实体扫描时,由于会受到各种因素的影响,使得测量数据多而无序,为后续的曲面重构和曲面拟合等带来困难。应用曲面曲率算法,即在曲面曲率较大的地方,留足够多的点,在曲面曲率较小的地方,留少量的点,使点云曲面收敛为一个稳定的三维数字模型。通过实验结果表明能有效进行数据精简并很好的保持特征。     

基于第二代小波变换的点云数据精简技术

数据精简技的基础上,提出了基于提升格式的第二代小波进行分层数据精简的新方法.通过对点云数据分割、预测、排序,将小波系数较大值的点保留,小波系数较小的点删除,从而实现精简.该方法具有层次性,便于误差控制,运算简单等优点.     

多视点云数据的拼合与精简技术研究

逆向工程中点云测量数据的数量对后续的处理过程影响很大,其精简处理直接影响样件的曲面造型精度.分析了点云数据的精简与数据拼合的关系,讨论了进行数据精简和数据拼合先后顺序对造型精度的影响,得出了针对不同结构的样件必须进行不同处理的结论.     

曲面重构中测量点云精简方法的研究

反向工程研究中，根据三维测量数据进行曲面重构是其关键技术之一。介绍了曲面曲率的基本理论，根据曲率精简点云的方法及曲率估算的方法，并结合实际对根据曲率精简测量点云数据的方法进行了改进，着重研究了邻域搜索、曲率估算、曲率精简原则等，在保证测量精度的前提下，在提高曲面重构的计算效率、减少存储空间等方面取得了较好的效果。     

面向逆向工程的点云数据精简方法

近年来，激光扫描技术有了重大的进展，3D激光扫描设备的精度越来越高，数据的捕获速度急剧增加，其每秒产生成千上万个数据点，这一巨大的数据量成为数据计算和存储的负担。因而，一个相当重要的问题就是，将这些巨大的数据进行精简，同时维持数据原有的精度。详细介绍了目前国内外在点云数据精简方面研究的一系列方法，并对它们的特点和使用场合进行详细的比较。     

反求工程中数据精简技术的研究

在产品反求工程中,通过激光扫描所获取的数据点云通常十分庞大,且具有一定的杂乱性和冗余性,因此,如何处理这样大批量的数据点云便成为基于激光扫描测量造型的主要问题。文中在总结前人经验的基础上,提出一种自适应最小距离法数据精简准则。这种方法不但继承了最小距离法数据精简快速、高效的优点,而且更好地保留了原始数据的细节特征,同时也提高了CAD模型重构的速度和精度。通过实例详细阐述了该方法的算法原理和数据处理过程,并验证了其有效性。     

散乱点云数据精简技术研究

逆向工程中,数据精简技术是进行曲面重构前的重要内容,文中在分析包围盒法和角度-弦差法的这两种精简方法特点的基础上,提出了基于这两种方法的改进型数据精简方法.最后对该算法的优缺点作了小结.     

组合CCD图像和稀疏激光测距数据的建筑物三维信息提取

对组合高分辨率航空CCD图像和机载稀疏激光扫描测距数据自动提取城市建筑物的三维信息进行了研究。航空CCD图像能清晰地给出建筑物的几何形状和分布,因此采用了自适应的Canny边缘检测算法来提取CCD图像上的全部边缘信息,然后根据双向投影直方图和线段匹配方法来自动而准确地提取建筑物的平面轮廓信息,最后根据CCD提取的轮廓信息从机载激光扫描测距数据中提取建筑物的高度信息,从而实现了每栋建筑物的三维信息提取。通过实际数据的处理和提取,说明了组合CCD图像和机载激光扫描测距数据可以自动重建建筑物的三维信息。     

光学扫描和CMM测量数据的配准研究

研究了光学扫描和CMM测量数据的配准问题。给出了基于配准工作台的配准方法,分析了影响配准的误差因素;以法矢准则提取了扫描数据中的标准球数据,并由基准点连接线段的中点代替原来的基准点改进了三点定位算法。实验对比了几种配准方法的误差,验证了改进方法的可行性。     

基于三坐标测量机的数据采集技术

数据采集是逆向工程建模的关键环节，测量数据的可靠性决定建模的效果和效率。以三坐标测量机为例，介绍逆向工程中利用三坐标测量机进行数据采集的基本过程。     

基于激光扫描和SFM的非同步点云三维重构方法

室外场景具有测量数据量大、扫描数据易重叠及建筑物表面信息复杂等特点,单靠激光扫描方法能够获得场景精确的深度信息,但缺乏颜色和纹理信息,利用从运动中恢复结构(SFM)方法可获得丰富的彩色信息,但重构精度不高,若将两种设备固定进行在线实时同步测量,易受到测量环境和系统制约不易实现。针对此问题,提出了一种基于激光扫描和SFM结合的非同步点云数据融合的三维重构方法。首先,提出利用手动选择控制点进行7自由度初始配准,再利用迭代最近点(ICP)算法对初始配准结果进行精确配准,最后利用最近点搜索算法将分布在经基于面片的多视图立体视觉(PMVS)算法优化后的SFM数据中的颜色信息与激光扫描的点云坐标进行融合。实验结果和数据分析显示,本文的方法能有效地将激光扫描与SFM点云数据进行融合,实现了室外大场景的三维彩色重构。     

基于激光三维扫描的人体特征尺寸测量

提出了一种利用三维人体点云数据测量人体关键尺寸的方法。应用线结构光激光三维扫描仪对特定站姿的人体进行扫描,获得完整三维人体点云。根据人体视线和脚尖的同向性及两腿的自然分开特征,对点云进行方位调整,使人体朝向z轴正方向。利用手动删除和最大连通域删除相结合删除噪声点。确定人体的6个特征点和20个特征平面,分别应用对应截面y坐标差值法测量长度尺寸,凸壳法测量截面周长,测量了34个人体关键长度和周长,对影响测量精度的因素进行了分析。结果表明,典型尺寸测量误差小于3%,可满足人类工效学等领域快速测量人体特征尺寸的要求。     

Measurements of fillet weld by 3D laser scanning system

The external geometry of a fillet weld affects not only the quality but also the safety of a structure. Two parameters that influence the geometric quality of a fillet weld are the weld size and the weld surface profile. A 3D laser scanning measurement system integrating the techniques of reverse engineering is adopted in this study to provide a more accurate measurement of the weld profile. The section profiles of the external weld geometry along the longitudinal axis of the weld are generated by the measured data set through CAD software. A computer programme based on the AWS Structural Welding Code is used to judge the acceptability of a fillet weld based on the CAD section profile of the weld. The proposed 3D laser scanning system with integrated CAD software can provide a more accurate and efficient method to estimate the geometric quality of a fillet weld .     

密集散乱数据三角划分及数据压缩

介绍了Delaunay三角划分方法，运用一种算法对密集散乱数据进行三角划分，并在给定容差条件下对其进行成批压缩。由点云数据中最大、最小的六个点构成初始八面体，将数据分割为八个星角形区域上的凸包数据，在每个凸包数据中，搜寻到其对应的三角形的垂直距离最大的点，如果距离大于给定的容差，则将该点插入并局部优化三角网格。反之则将该点压缩掉。最后给出的实例证明了该算法的有效性和效率。     

基于激光扫描的密集泡状流三维重建与优化

为测量密集气液泡状流的流动形态及参数,建立了基于激光扫描的三维可视化测量系统。采用片状激光结合旋转正多边形棱镜实现对流场的光学扫描,高速摄像机采集扫描切片图像,首先对图像进行预处理。针对扫描成像中产生的切片重复曝光问题,提出二阶微分平均卷积优化算法,该方法不仅可以有效提取多切片图像中重复曝光的特征点,而且可以去除冗余及噪声信息。实验结果表明,针对分散相遮挡的密集泡状流,基于激光扫描可完整重建其三维结构,二阶微分优化算法可以有效降低重建畸变影响,重建后体积含气率的相对误差优于6%。激光扫描方法非侵入、重建精度高,具有传统方法不可比拟的优势。     

一种基于双目立体视觉的激光线扫描技术

针对线结构激光扫描系统标定成本高,而双目立体视觉测量中立体匹配难的问题,提出了在双目立体视觉的原理上,结合线结构激光扫描的方法实现对被测物体的三维测量。该方法采用张正友相机标定方法对系统进行立体标定;采用BOUGUET’S法对左右相机图像进行立体校正;运用重心法进行激光中心线的精确提取。在图像校正的基础上,可快速实现激光中心线位置的立体匹配;再结合线扫描原理可完成对物体的扫描工作。最后,使用该系统对具有复杂自由曲面的鞋楦进行测量,结果表明:该方法能快速准确地测量出符合要求的三维数据。