《基于离散点云的三维重建分析与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于离散点云的三维重建分析与实现（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、lIII I I II I III I II II II IIlY1 808406Classified Index：UDC：-A Di ssertation forthe Degreeof MEngResearch and Realization ofThreehree-dlmenslondimensional ReconstructionC10n B ase on Discrete Point Cloud DataCandidate：Zhang Tao Supervisor：Professor Ye XiufenAcademic Degree Applied for：Master of En
2、gineeringSpeciality：Control Theory and Control Engineering Date of Submi ssion：December，二，fDate of Oral Examination：March，一。University：Harbin Engineering University哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指引下，由。作者本人独立完毕的。有关观点、措施、数据和文献的引用已在文中指出，并与参照文献相相应。除文中己注明引用的内容外， 本论文不涉及任何其她个人或集体己经公开刊登的作品成果。对 本文的研究做出
3、重要奉献的个人和集体，均己在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律成果由本人承当。作者(签字)：雅溯日期：加fp年乡月X日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全理解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨 工程大学有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。 本人容许哈尔滨工程大学将论文的部分或所有内容编入有关数据 库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文，可以发布论文的所有内容。同步本人保证毕业后结合 学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一签名单位为哈 尔滨工程大学。涉密学位论文待解密
4、后合用本声明。本论文(曰在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(-签-7-)：强诱导师(签字)：#毵旁日期：砂fo年-5月葛日20l o年了月g曰哈尔滨工程大学研究生学位论文目录第1章绪论l11课题研究的背景与研究意义112三维重建系统的国内外研究现状213本文基于离散点云的三维重建的流程“414论文的重要工作和论文的组织构造5 第2章基于点云的数据预解决与显示721常用的基于点云的数据解决措施总结722基于点云的数据解决与三维重建的软件开发环境8221三维图形开发平台的选择8222基于DirectX软件开发环境的接口的创立923点云
5、的三维空间坐标变换措施研究10231点云的平移变换11232点云的缩放变换14233点云的旋转变换1 524基于VC+DirectX软件平台的点云显示18241三维点云数据装载18242三维点云的显示及分析2l25本章小结23第3章基于复杂点云的空间三角化与三维剪裁25 31引言2532点云的三角化2532。1 Voronoi图的拟定26一 l、322 Delaunay三角化27-，q33三角化算法的优化设计28-331 Delaunay三角化的算法设计28332三角化数据的存储构造的实现34333算法实现注意的几种问题35哈尔滨工程大学研究生学位论文34三维剪裁35341剪裁和透视投影353
6、42视口变换和像素的显示4235本章小结44第4章基于网格的渲染技术4641引言4642材质和光照解决46421颜色构造体的拟定46422光源设立的选择47423材质设立48424顶点的法向量的计算4843纹理映射49431顶点纹理坐标的拟定”：o049432纹理对象的创立50433纹理过滤技术的选用5 1434纹理地址模式的应用5244基于三角化网格渲染的实验成果5644本章小结58第5章三维重建系统平台的建立5951三维复杂点云的数据格式的拟定与存储5952三维网格数据文献基本格式的拟定61521模板的概述61522三维网格数据文献的场景主框架建立62523主框架下的子框架建立635-3三
7、维网格数据文献的数据加载6454网格数据的解决6555网格数据的优化6656基于复杂点云的三维重建成果及分析6857本章小结71结论72哈尔滨丁程大学研究生学位论文jm；i；i；高ii；i；iIiI；i；i；iiii；i；ii宣参照文献74攻读研究生学位期间刊登的论文和获得的科研成果79致谢80o哈尔滨工程大学硕+学位论文摘要随着深度摄像、激光测距、CT、MIR等三维测量和信息获取技术的发展， 涉及被测物体表面的离散数据获取成为也许。因此，基于离散数据的三维重 建成为了人工智能领域研究的重点，其应用领域十分广泛。离散数据常以点云的形式浮现。老式的基于点云的三维重建措施都是根 据物体表面所具有的
8、某种特性而设计的，一般都具有一定的局限性。因此， 本文重要研究基于简朴点云与复杂点云的通用的三维重建措施。论文一方面对三维点云数据在VC+DirectX平台下进行数据预解决，并将 简朴点云直接在平台上显示，从而实现了基于简朴点云的三维重建。然后，对基于复杂点云的空间三角化与三维剪裁进行研究，提出一种复 杂点云的改善的三角化算法，弥补老式算法中当点集存在非凸部分或内环时 三角剖分容易出错的局限性，也避免浮现两三角片“共圆现象而导致只删除 其中的一种三角片导致三角化成果出错的缺陷，使得解决后的空间网格反映 出物体表面离散点间的拓扑连接关系，从而有效地揭示离散点云所体现的重 建物体表面的形状，这也是
9、三维重建的核心环节。此外，为了重建出更加逼真的物体，还进一步使用基于网格的渲染技术， 即对空间三角网格增长光照和材质解决以及纹理映射，大大提高了渲染速度， 改善了渲染效果。最后，综合以上几种环节搭建三维系统平台，提出一种基于复杂点云三 维重建的数据格式。同步，基于此开发平台提出一种用于存储三维重建数据 的框架构造，运用这种构造创立三维网格数据文献，从而在平台上加载该文 件完毕三维重建。本文针对两种不同的点云分别进行了三维重建实验。实验 成果表白，本文所提出的三维重建措施适合重建现实世界中的大部分物体， 与老式的三维重建措施比起来更具有普遍性，实现简朴、成本消耗低、重建精度高，具有较强的实用性。
10、 核心词：离散点云；数据预解决；三角化：纹理映射；三维重建With the development of depth camera，laser ranging，CT,MIR and others of threedimensional measurements and information acquiring technology,it is，possible to include much information about discrete data of measured objectsurfaceTherefore，threedimensional reconstruction ba
11、sed on discrete data has become the focus of research in the field of artificial intelligence and it has wide range of applicationsDiscrete data often appears in the form of point cloudThe traditionalthreedimensional reconstruction methods are based on the obj ect surface of certain characteristics
12、which have been designed，those usually have some limitationsSothis thesis discusses threedimensional reconstruction con2mon methods based on simple point cloud and complex point cloudFirst，this thesis preprocesses data of three dimensional point cloud and displays directly simple point cloud in the
13、VC+DirectX platform，thus achieves threedimensional reconstruction based on simple point cloudThen this thesisresearches triangulation and threedimensional cut in the space based on complex point cloudAn improved triangulation algorithm to complement the drawbacks of traditional algorithm is proposed when there is a nonconvex set of points，or inner rings，the probability of triangulation is easy to cause errors，as well as to avoid a phenomenon of the two triangular pieces with”total circle”，caused by juStdeleting the one of them，and then reflects the topological conne
