1、LOGO逆向工程中散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理逆向工程中散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理本科畢設(shè)論文答辯答答 辯辯 人：人： 陳復(fù)春陳復(fù)春院院 別別：電電子子與與信息工程信息工程學(xué)學(xué)院院 專專 業(yè)業(yè)：電電子信息科子信息科學(xué)與學(xué)與技技術(shù)術(shù) 班班 級(jí)級(jí)：電電信信1001班班指指導(dǎo)教師導(dǎo)教師：耿磊：耿磊 日日 期：期：2014年年6月月5日日 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)2 目前一般的激光目前一般的激光測(cè)測(cè)量量設(shè)備設(shè)備可以可以從產(chǎn)從產(chǎn)品品表面表面輕輕易易獲獲取取數(shù)數(shù)十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)的十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)的測(cè)測(cè)量量數(shù)數(shù)據(jù)據(jù),大大降

2、低了后大大降低了后續(xù)處續(xù)處理的效率。因此在抽理的效率。因此在抽象建模之前象建模之前,對(duì)對(duì)點(diǎn)云點(diǎn)云數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行行預(yù)處預(yù)處理理顯顯得尤得尤其重要。其重要。 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)、濾波去噪、分割以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)、濾波去噪、分割以及特征提取。特征提取。 （1）基于曲率的數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)法）基于曲率的數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)法（2）基于中值濾波的均勻網(wǎng)格法）基于中值濾波的均勻網(wǎng)格法（3）基于包圍盒的精簡(jiǎn)法）基于包圍盒的精簡(jiǎn)法（1）基于曲率的精簡(jiǎn)算法）基于曲率的精簡(jiǎn)算法 （2）基于中值濾波的均勻網(wǎng)

3、格法）基于中值濾波的均勻網(wǎng)格法 （3）基于包圍盒的數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)法）基于包圍盒的數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)法基本思想：先求出點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度的平均值，再根據(jù)基本思想：先求出點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度的平均值，再根據(jù)這個(gè)平均值計(jì)算出小立方體柵格邊長(zhǎng)。然后根據(jù)邊這個(gè)平均值計(jì)算出小立方體柵格邊長(zhǎng)。然后根據(jù)邊長(zhǎng)的值對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空間劃分，并在相應(yīng)的小柵長(zhǎng)的值對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空間劃分，并在相應(yīng)的小柵格中放入劃分出的各點(diǎn)。格中放入劃分出的各點(diǎn)。 （3）基于包圍盒的精簡(jiǎn)算法）基于包圍盒的精簡(jiǎn)算法原始點(diǎn)云原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)兔子的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)為兔子的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)為35947，經(jīng)過(guò)包圍盒算，經(jīng)過(guò)包圍盒算法的精簡(jiǎn)后剩余法的精簡(jiǎn)后剩余761個(gè)點(diǎn)，兔子的特

4、征保留，個(gè)點(diǎn)，兔子的特征保留，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)基本實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn) （1）基于圖像處理的濾波去噪方法）基于圖像處理的濾波去噪方法（2）體素化網(wǎng)格法）體素化網(wǎng)格法 （1）基于圖像處理的濾波去噪方法）基于圖像處理的濾波去噪方法1）均值濾波法）均值濾波法均值濾波原理是用濾波窗口灰度值序列中的統(tǒng)均值濾波原理是用濾波窗口灰度值序列中的統(tǒng)計(jì)平均值來(lái)代替窗口中心所對(duì)應(yīng)象素的灰度。計(jì)平均值來(lái)代替窗口中心所對(duì)應(yīng)象素的灰度。2 2）中值濾波法）中值濾波法中值濾波的原理就是先對(duì)濾波窗口所得到的灰中值濾波的原理就是先對(duì)濾波窗口所得到的灰度值進(jìn)行排序，將所得序列中間的那個(gè)灰度值度值進(jìn)行排序，將所得序列中間的

5、那個(gè)灰度值為中值，然后用它代替窗口中心所對(duì)應(yīng)象素的為中值，然后用它代替窗口中心所對(duì)應(yīng)象素的灰度?；叶?。 （2）體素化網(wǎng)格法）體素化網(wǎng)格法其原理如下：通過(guò)輸入的點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)三其原理如下：通過(guò)輸入的點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)三維體素柵格，然后在每個(gè)體素內(nèi)，用體素中所維體素柵格，然后在每個(gè)體素內(nèi)，用體素中所有點(diǎn)的重心點(diǎn)來(lái)近似顯示體素中其他點(diǎn)，這樣有點(diǎn)的重心點(diǎn)來(lái)近似顯示體素中其他點(diǎn)，這樣該體素內(nèi)所有點(diǎn)就用一個(gè)重心點(diǎn)最終表示，對(duì)該體素內(nèi)所有點(diǎn)就用一個(gè)重心點(diǎn)最終表示，對(duì)于所有體素處理后得到過(guò)濾后的點(diǎn)云。于所有體素處理后得到過(guò)濾后的點(diǎn)云。 原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波后點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波后點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波前的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為濾波

6、前的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為451410，濾波后，濾波后為為36993，對(duì)于采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)曲面的表，對(duì)于采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)曲面的表示比較準(zhǔn)確。示比較準(zhǔn)確。 （1 1）基于邊的分割方法）基于邊的分割方法（2 2）基于面的分割方法）基于面的分割方法（3 3）基于顏色的區(qū)域生長(zhǎng)分割算法）基于顏色的區(qū)域生長(zhǎng)分割算法 （1 1）基于邊的分割方法）基于邊的分割方法找出曲率或法矢量的突變點(diǎn)，然后將找出曲率或法矢量的突變點(diǎn)，然后將這些特殊點(diǎn)連接成邊界線，由邊界線這些特殊點(diǎn)連接成邊界線，由邊界線圍成各封閉區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的圍成各封閉區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的區(qū)域分割。區(qū)域分割。 （2 2）基于面的分割方法）基于面的分割方法基本思路是將具

7、有相似幾何特征的空基本思路是將具有相似幾何特征的空間點(diǎn)劃分成同一區(qū)域，實(shí)現(xiàn)分割。間點(diǎn)劃分成同一區(qū)域，實(shí)現(xiàn)分割。 （3 3）基于顏色的區(qū)域生長(zhǎng)分割算法）基于顏色的區(qū)域生長(zhǎng)分割算法該算法可看為兩步：分割，當(dāng)前種子點(diǎn)與鄰該算法可看為兩步：分割，當(dāng)前種子點(diǎn)與鄰域點(diǎn)之間色差小于色差閾值的，視為一個(gè)聚域點(diǎn)之間色差小于色差閾值的，視為一個(gè)聚類；合并：聚類之間的色差小于色差閾值的類；合并：聚類之間的色差小于色差閾值的合并為一個(gè)聚類。合并為一個(gè)聚類。 這這里里對(duì)對(duì)聚聚類隨類隨機(jī)機(jī)賦賦一一顏顏色，不同的色，不同的顏顏色色為為不同的聚不同的聚類類，由由圖圖可可見(jiàn)見(jiàn)分割效果良好，分割效果良好，達(dá)達(dá)到到預(yù)預(yù)期效果期效果 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)技術(shù)2 將表面一點(diǎn)法線的問(wèn)題近似于估計(jì)表面的將表面一點(diǎn)法線的問(wèn)題近似于估計(jì)表面的一個(gè)相切面法線的問(wèn)題，因此轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)