点云的泊松曲面重建方法研究与实现

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiangdi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着3D扫描仪的广泛普及,曲面重建在图形和视觉领域受到了众多学者的广泛关注,它在工业设计和制造、军事、医学、逆向工程等领域扮演着越来越重要的角色。泊松曲面重建是一种隐式函数曲面重建方法,它的优势是对于含有噪声的点云数据具有较强的适应性,并且能够自动生成平滑的重建曲面。但是该方法在点云模型边缘将不属于形态特征的区域误连接,最终造成重建曲面边缘产生伪曲面。本文对点云的传统泊松曲面重建进行了研究,提出一种消除传统泊松曲面重建之后出现伪曲面的方法,主要研究内容如下。(1)定义了函数空间F,选取了基函数使向量场精准表示为节点函数F0的线性和,选择提取了合适的等值面,使得提取的等值面更接近输入的点云样本。(2)针对传统泊松曲面重建后点云边缘误连接产生的伪曲面,提出了加入诺伊曼边界约束和点云修剪的方法,该边界约束使法线导数在边界上为零,从而在边界上更容易得到函数的法向导数,使得指示函数的求解更准确。点云修剪的过程中通过控制输出网格的采样密度,并丢弃采样密度过低的网格,使得修剪后的曲面模型更加精确。(3)针对点云修剪后存在的重建曲面不光滑、点云孔洞的问题,提出了使用移动最小二乘法进行点云平滑的方法,其中拟合函数的建立和权函数的选定是移动最小二乘法的核心,同时该方法对点云孔洞进行了修复。(4)根据上述的研究方法,设计了基于点云的泊松曲面重建系统。采用斯坦福和实验室的点云数据,基于VS、PCL库和Qt框架开发了泊松曲面重建的软件系统。
其他文献
X射线计算机断层(Computed Tomography,CT)成像技术是一种高效地无创诊断技术,在辅助临床诊疗方面发挥着至关重要的作用。高效可靠的CT重建算法是CT成像技术中重要的一个环节。临床患者在CT检查过程中会伴随辐射风险,过量的辐射会诱发白血病和癌症等疾病。稀疏角度扫描是一种常见的减少辐射剂量的方式,但该扫描方式会导致投影数据不完备。若采用不完备的投影数据进行CT图像重建,则会导致重建图
学位
挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)进入大气环境后可能对人体健康和生态环境造成巨大威胁。目前VOCs末端控制技术包括低温等离子体法、光催化法、燃烧法、生物降解法等,其中低温等离子体降解VOCs技术具有快速、设备简单等优点,但该方法也存在能量利用率不高、生成有机副产物等问题。在小间隙内发生气体微放电可以生成高密度的高能电子和活性粒子,有利于有机化合物的降
学位
根据Nyquist采样定理,要保留频率分量中的全部信息,采样率必须是信号最高频率的两倍及以上,而在实际应用的环境中,通常需要将采样率设置得更高才能实现频率参数的准确估计。同时,高采样率下获取的大数据量意味着信号处理的实时运算量和存储量将十分庞大,这对采集、存储等硬件系统提出了更高的性能要求。针对上述问题,本文以实现低于Nyquist采样率条件下的信号重构为工作目标,将线性调频雷达系统中使用的差频信
学位
S31042奥氏体耐热钢方坯连铸过程是一个复杂的动态凝固过程,在铸造过程中极易形成铸造问题,如组织偏析、成分偏析、缩孔缩松、断裂、脱方、鼓肚现象等。以S31042奥氏体耐热钢为主要研究对象,着重从宏观物理场、微观组织和热裂敏感性三方面,探讨了浇铸温度和拉坯速度对连铸方坯质量的影响。首先,概述了奥氏体耐热钢的发展历程以及S31042奥氏体耐热钢的研究现状,阐述了热裂形成机理,分析了热裂判据的研究现状
学位
水资源短缺和水污染是全球的重要环境问题,废水的高效处理是解决水资源短缺的重要环节。工业高盐废水含盐量高,组成复杂,处理难度大。高效的脱盐技术可以有效解决上述问题,但传统热法脱盐技术存在能耗高、占地面积大、投资成本高等关键问题。膜法脱盐技术近年来受到越来越多的关注,其中渗透蒸发法在处理高浓度盐水时具备独特的优势。由于锆基金属有机骨架(Zr-MOF)晶体可调节的孔结构与水稳定性,使得金属有机框架(MO
学位
随着信息化和自动化技术的快速发展,机械臂已经广泛应用于医疗、工业、服务等领域。传统的机械臂路径规划算法大多通过建模和示教实现,这种路径规划方式大多只能完成固定的任务,自适应能力较差,一旦环境或者任务发生改变,就需要重新建模,以适应新的任务或者环境。因此机械臂的路径规划问题作为机械臂研究领域的核心问题之一,被广泛关注。强化学习作为一种能够引导智能体在与环境的交互过程中,自主摸索出决策方法的算法,非常
学位
污水常见处理工艺对有机微污染物去除效率很低,导致其出水对生态系统及人体健康造成潜在风险。目前污水厂主要依靠出水的高成本深度处理来提高OMPs去除率,而原位强化生物反应器中OMPs去除性能的研究则少见。目前关于参与OMPs微生物降解的规律和机制尚不清晰,因此难以有针对性地原位强化污水处理中OMPs的微生物降解。基于此,本研究以污水中典型OMPs-布洛芬为目标污染物,开展了强化序批式生物反应器中布洛芬
学位
无线环境监测系统能够实现大范围、长时间的持续环境监测,因此被广泛应用于污染物监测、灾害防治、农田环境检测等领域中。然而,无线环境监测节点常采用电池供电方式,这种供电方式往往能量有限且更换困难,制约了无线环境监测系统的工作时长和传输性能,易造成传输距离短及数据丢包等问题,亟待开展环境监测系统无线传输低功耗设计研究,以提升无线监测系统长期运行可靠性。本文提出了硬件低功耗设计、动态功耗管理设计、无线传输
学位
非均相电芬顿技术通过阴极氧还原反应(ORR)原位产生H2O2,进而利用固体催化剂活化H2O2生成强氧化性的·OH,近年来在废水处理领域被广泛研究。然而,ORR表现出通过四电子途径生成H2O或通过二电子途径生成H2O2的多产物特性,导致活化H2O2产·OH的可控性差、产率低。分步进行高效H2O2生产及H2O2的催化活化为非均相电芬顿提供了另一种反应途径。分别制备高H2O2产率、高H2O2活化利用率的
学位
传统观点认为,氨氮的生物处理需要借助好氧硝化,而在传统厌氧消化系统内较难去除。但当某些铁(Ⅲ)(氢)氧化物存在的情况下,微生物能通过异化铁还原去除有机物和氨氮(Feammox)。异化铁还原是微生物以有机物作为电子供体将胞外不溶性铁(Ⅲ)的(氢)氧化物还原成Fe(Ⅱ),并从中获得能量的过程。异化铁还原能促进难降解有机物的分解,为产甲烷过程提供更多的有机底物,进而促进甲烷的产生。异化铁还原还能与厌氧氨
学位