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基于RBF的曲面重建算法研究

作　者: 赵建东
导　师: 康宝生
学　校: 西北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 逆向工程曲面重建包围盒径向基函数几何图像
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着扫描设备的大力发展,尤其是非接触式测量设备的迅速发展,可以在瞬间得到海量的数据点集。能够最真实的再现模型的外形是衡量曲而重建质量的重要标准。数据点集越多越能再现模型的细节,但是过多的数据点往往导致运算量增加,使得在中小型计算机上无法进行曲面重建。为此,本文以分而治之的思想为指导,对曲面重建的相关理论进行了研究。论文主要研究工作包括如下：1.对曲面重建进行了综述。主要介绍了基于散乱点集的重建方法、基于体元的重建方法、基于神经网络的重建方法以及基于三角网格剖分的重建方法。同时给出了曲面重建的评价准则。2.改进了点云曲面多层次几何图像表示。针对在球面坐标系中多层次几何图像表示点云曲面存在的不足,提出了使用柱面坐标系的点云曲面多层次几何图像表示方法。所给方法能够精确表示结构复杂的点云曲面,且易于实现点云曲面的压缩、编辑、简化、模型检索、渐进传输等。3.改进了基于径向基函数(Radial Basis Functions,简记为RBF)的曲面重建算法。针对数据量过大导致不能在中低端计算机上进行曲面重建的问题,改进了基于包围盒的径向基函数曲面重建算法,对各种类型的包围盒进行了介绍,并对比了优缺点,详细介绍了径向基函数的插值理论,将包围盒的选择更加合理化,实验证明改进的包围盒能够明显提高重建效果。本文得到西北大学研究生创新教育项目资助(10YSYO2)

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-16
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 点云数据  9-10
  1.3 基于点云数据的图形学发展及现状  10-12
  1.4 点云数据获取技术  12-13
  1.5 论文主要研究内容及章节安排  13-16
第二章曲面重建技术  16-24
  2.1 曲面重建原理  16
  2.2 曲面重建方法  16-20
    2.2.1 基于散乱点集的重建方法  16-18
    2.2.2 基于体元的重建方法  18-19
    2.2.3 基于神经网络的重建方法  19
    2.2.4 三角剖分重建方法  19-20
  2.3 重建质量评价  20-21
  2.4 曲面重建技术展望  21-24
第三章一种改进的点云曲面多层次几何图像表示方法  24-32
  3.1 引言  24
  3.2 已有方法与不足  24-26
  3.3 改进的点云曲面多层次几何图像表示  26-28
    3.3.1 从柱面坐标系到二维几何图像的转换  26-27
    3.3.2 多层次几何图像表示  27
    3.3.3 曲面重建  27-28
  3.4 仿真实验  28-29
  3.5 本章小结  29-32
第四章一种改进的基于径向基函数的曲面重建算法  32-44
  4.1 引言  32
  4.2 包围盒  32-34
    4.2.1 球形包围盒  33
    4.2.2 轴向包围盒AABB(Axis-Aligned Bounding Boxes)  33-34
    4.2.3 方向包围盒OBB(Oriented Bounding Box)  34
    4.2.4 离散多面体(K-DOP)包围盒  34
  4.3 径向基函数  34-37
    4.3.1 多变量插值  35-36
    4.3.2 径向基函数解的完整形式  36
    4.3.3 矩阵可逆的充分必要条件  36-37
  4.4 基于径向基函数曲面重建的改进算法  37-41
    4.4.1 算法原理  37-39
    4.4.2 算法步骤  39-41
  4.5 仿真实验  41-42
  4.6 本章小结  42-44
第五章总结与展望  44-46
  5.1 全文工作总结  44-45
  5.2 今后工作展望  45-46
参考文献  46-50
攻读硕士学位期间取得的学术成果  50-52
致谢  52

基于RBF的曲面重建算法研究

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