浅析散乱点云数据的三角网格面重构

逆向工程的研究有着重大的现实意义。本文先对逆向工程技术进行概述,然后介绍了散乱点云数据三角网格面重构的分类和经典算法,以及逆向工程的常用软件,最后对全文进行了总结。

基于三角面网格细化策略的改进种子填充算法

区域填充染色的一般解决方法并不适用于空间曲面。为解决该问题,提出一种适用于空间三角面网格的种子填充算法。通过改变种子点的判定方法,将平面种子填充算法扩展到空间三角面网格上,在细分三角面网格结构时,使用以轮廓线为引导的细分策略,并利用凸包的一些特殊性质对轮廓点进行筛选。实验结果表明,该算法可以较好地完成三角面网格的区域填充染色,在效率和填充效果方面都可以满足实际应用。

基于灰色预测GM(1,1)模型的网格孔洞填补算法

针对三角网格曲面中存在的孔洞提出了一种填补算法。在空洞曲面的投影平面上,每次寻找孔洞多边形最小内角所在顶点,用GM(1,1)模型在孔洞内部插入新点,构造三角形并生成新的孔洞边界多边形,直到所有的孔洞边界多边形全部处理完。最后将平面三角面片返回到三维空间并用基于径向基函数的平滑算法对其进行平滑处理。实例表明用本算法进行孔洞填补能避免出现错误和狭长的三角形,而且和原孔洞边界能光滑连接,对曲率变化较大的孔洞也能得到满意的填补结果。

笛卡尔网格生成中的相交算法

研究三维空间笛卡尔网格与三角形面网格的相交判断算法———ADT(Alternating DigitalTree)算法和KD(K-Dimensional)树算法,分别用球体模型和飞机模型对ADT与KD树进行分析,比较二者快速相交判断时的查找效率.结果表明:同一种模型下ADT比KD树平衡,树的深度小;ADT的查找效率明显比KD树高;影响KD树查找时间的主要因素是查找次数.整体来看,在快速相交判断中采用ADT性能更高.

基于OGRE和ODE的碰撞检测在巷道漫游系统中的研究

为了提高交互漫游系统中动态人物与静态场景对象之间的碰撞检测性能，提出了将动态人物采用包围盒的方法，与地面、巷道等静态物体采用三角网格面的方法相结合的思想，并将其应用于OGRE和ODE环境的巷道漫游系统中。结果表明，此方法提升了碰撞检测性能，满足了虚拟现实中实时性的要求。

基于角表数据结构的增材制造分层计算方法

提出了一种基于面--顶点三角网格模型和角表数据结构的高效增材制造切片计算方法。该算法引入了面--顶点三角网格的拓扑表示,包括附带性、邻接性和顺序性,其次,基于区间树数据结构,建立了三角网格和平面的有效交叉查询方法,可以高效查询给定平面相交的三角形网格中的所有三角形。最后,提出了基于面--顶点三角网格的拓扑表示和三角网格--平面交叉查询方法的基于面--顶点三角网格的高效增材制造切片算法。由于算法采用基于角表结构三角网格拓扑表示方法,因此本文提出的三角网格切片算法具有高效性的特点,并通过计算实例验证了提出的算法。

布料仿真中基于精确力学公式的粒子模型

推导了一种用于布料仿真的粒子模型。该模型使用精确的力学公式构建布料模型平面内的拉伸与剪切变形,以及平面外的弯曲变形方程,并加以适当的简化。模型使用的参数全部具有物理意义,并且适用于任何三角面片网格,克服了传统的弹簧-质点模型中弹簧的弹性系数没有物理意义,并且只适用于规整网格的缺点。实验表明该模型具有良好的仿真效果。

一种散乱点云的均匀精简算法

针对散乱点云数据密度大、重建时间长、效率低等问题,提出了一种散乱点云的均匀精简算法。该算法基于开源C++编程库点云库(PCL),利用PCL的体素化栅格类创建一个K邻域三维体素栅格,结合包围盒法对输入的点云数据进行K邻域距离计算和法线估计,确定每个小立方栅格的重心,并以其来近似显示这个小立方栅格内所有的数据点,达到精简点云的目的,最后利用贪婪三角投影类对精简后的点云实现三角网格面重建并显示其效果。实验结果表明,该算法在充分保留点云数据几何特征的前提下,能有效滤除部分点云数据冗余量,且精简结果比较均匀,避免了大规模精简所出现的空白区域,提高了重建效率。