一、基于点云数据的曲面重构方法研究(论文文献综述)
郑跃[1](2021)在《贵州龙化石的数字化重建与3D打印》文中研究表明随着计算机技术的快速发展,三维数字化技术在文物保护领域得到了广泛的应用。贵州龙化石是中国发现的第一件三叠纪海生爬行动物化石,也是原始鳍龙类在亚洲的首次发现。古生物化石因其特殊性,数字化重建过程中获取点云数据时不能用显像剂喷涂表面,不能对局部特征进行填补,导致重建精度低、特征丢失等问题。本文拟通过逆向工程与3D打印技术相结合的方法,解决贵州龙化石数字化重建过程中存在表面细节特征较多、局部特征易丢失处理困难、复杂曲面重构精度不够、及真实感还原度较差的问题,对贵州龙化石文物信息的保护提供技术支撑。本文以贵州龙化石为研究对象,通过高精度激光三维扫描仪获取点云数据,采用基于纹理映射的曲面重构方法对贵州龙化石表面复杂曲面进行重建,采用Geomagic Qualify逆向检测软件对重构复杂曲面进行精度误差分析,将重构的精确曲面导入三维逆向建模软件进行实体造型,随后采用几何纹理映射方法对重建的贵州龙化石三维数字模型进行纹理映射,并采用彩色多材料3D打印技术完成贵州龙化石的复现。研究表明:(1)对贵州龙化石扫描结果质量进行了分析,采用激光三维扫描仪的固定扫描方式获取的点云质量较高,纹理映射效果好。(2)采用基于纹理映射的交互式轮廓特征线提取方法,对贵州龙化石头部特征进行曲面拟合重建,该方法能够更好的提取化石骨骼特征轮廓线,且重构精度高,远小于传统的特征线提取重构精度。(3)采用两种曲面重建方法完成贵州龙化石表面复杂曲面重建,基于纹理映射的曲面重构方法的模型重建精度在0.0391mm以内,传统曲面重构方法的重建精度为0.2726mm,相对于传统方法数字化重建的精度明显提高,满足文物复制高精度的要求。(4)贵州龙化石的全彩色3D打印成型结果达到要求,其成形结果尺寸精度高,在增加做旧工艺后,该文物的真实感还原度与实物达到一致。综上所述,将三维数字化重建技术与传统文物保护方法相结合,能够更好的完成文物修复、教育、展示及研究等相关工作。彩色多材料3D打印技术弥补了传统的文物复制工艺复杂、不易传承、制作周期长等缺点,为文物的保护与复现提供了新的技术方法。
宋欣悦[2](2021)在《基于迁移学习的三维模型特征提取技术研究》文中研究表明随着5G网络的推动,市场上出现了新型交互硬件,例如智能终端设备、虚拟现实体验设备与增强现实体验设备。三维模型是这些硬件应用场景中的重要交互媒介,其获取方式在不断增加,例如BIM模型转换、三维扫描仪、激光雷达、红外传感器等。因此,对三维模型进行特征提取进而进行合理分类的需求迫在眉睫。特征提取作为三维模型分类的关键环节,其难点在于如何合理地构造三维模型的全局特征。在深度学习中,为了减少计算机对人工经验值的依赖,计算机需要大量的知识来提高模型的特征提取能力。在小样本三维数据集中,模型的过拟合现象使特定领域的知识学习成为难点。基于此,本研究将结合迁移学习与深度学习使计算机借助已有的知识解决新的问题。本研究主要包含以下四个方面:(1)针对三维模型的二维视图组的获取,采用虚拟相机阵列拍摄的方式。首先对三维模型进行预处理,使其大小、旋转轴和方向位置在坐标系里规范化。然后均匀排列十二个虚拟相机阵列对三维模型进行拍摄,获取二维视图组。这样保证了视图拍摄角度的全面性与较高的运算效率。(2)针对相似度较高的类别容易出现的误分类现象,提出基于领域适配机制的二重迁移特征提取方法,其优势在于特征表达融合了特殊特征与通用特征。在特征提取时采用二重迁移策略与多视图卷积神经网络(Multi-view Convolutional Neural Networks,MVCNN)。针对通用特征与特殊特征的维度失衡问题,采用PCA降维寻找平衡点。最终获得小样本数据集中更具有类间区别性的融合特征,获得更高精度的特征提取效果。(3)针对迁移学习时域间差异造成的两类损失问题,提出动态参数自适应算法(Dynamic Paramater Adaptation,DPA)。通过更新参数调节两类损失的比例,平衡网络各训练阶段不同的收敛速度与特征提取性能要求。DPA方法减少了人工设定参数的成本,解决了不同网络模型中参数的不可复用性。该方法相比于固定参数的领域适配机制具有更快的网络收敛速度与更高的特征提取效率。(4)针对不同网络有不同的特征识别率,提出了基于多源多目标模型的动态适配迁移特征提取方法(Multi-source Multi-target-Two Transfer features Fusion Learning,MM-TTFL)。将不同模型对同一视图组提取的特征进行融合,充分发挥各自优势。通过实验证明MM-TTFL比单一源单一目标模型的方法具有更高的分类准确率。
黄卓[3](2021)在《大型核电厂房设施三维扫描检测系统研究》文中进行了进一步梳理核能发电作为中国能源结构的重要组成部分,已为我国电力生产做出了重大贡献。但在享受核电给我们带来便利的同时,也必须时刻警惕核电可能造成的安全隐患。核设施退役是保证核电安全的重要环节之一,常采用仿真与可视化技术作为其重要辅助手段。然而,所有的仿真与可视化技术都建立在有准确的三维模型的基础上,故获取能够反应核设施当前状态的三维模型便显得尤为重要。基于此,本文提出并研发了一套能够获取核设施三维模型的三维扫描检测系统,为国内核设施退役引入仿真与可视化技术奠定基础,主要研究内容如下:1、调研相关理论基础和检测技术。针对目前国内外现有的三维激光扫描技术和基于点云数据的形体重构技术进行了深入调研与总结,为研发具有自主知识产权的核设施三维扫描检测系统奠定理论和技术基础;2、核电厂房空间三维点云的获取与可视化技术研究。通过分析核电厂房的特点和核电厂房的点云获取需求,提出了适用于大型核电厂房的三维点云获取与可视化方案,包括基于大空间扫描技术获取核电厂房的全局点云、基于手持式高精度局部扫描技术获取核设施的局部点云、基于拼接技术将全局点云与局部点云统一到同一坐标系下以获得核电厂房点云、基于海量点云的可视化技术对核电厂房点云进行渲染;3、基于核电厂房点云数据的核设施重构技术研究。通过分析核电厂房点云数据的特点,提出了适用于大型核电厂房的核设施重构方案,包括基于卷积神经网络识别出核电厂房中的核设施、核设施特征面的提取、核设施特征面的几何参数提取、基于NURBS曲面的核设施重构;4、基于以上所提出的核电厂房空间三维点云数据的获取与可视化技术和基于核电厂房点云数据的核设施重构技术,完成对大型核电厂房设施三维扫描检测系统的开发,并通过模拟真实工况,对该检测系统的功能与重构精度进行了验证。
田从剑[4](2021)在《基于有序点云的螺纹特征与几何缺陷检测的研究与实现》文中提出核能作为一种清洁、低碳的新能源在现代社会生活中发挥着越来越大的作用。但核电站内部具有放射性物质,为保证核电站正常安全运转需要对核电站进行定期检修。核反应堆中的压力容器是核电站里的核心设备,由容器、顶盖和紧固密封件构成,采用法兰盘螺纹连接容器和顶盖,通过金属密封圈进行密封,其螺纹连接质量的好坏直接影响反应堆的安全性。本文以核电站压力容器主螺栓孔为检测目标,针对螺纹孔扫描测量系统的测量数据,完成数据校准、螺纹特征参数的提取、螺纹缺陷及其参数提取和检测数据可视化等一系列数据处理的工作,形成自主化的检测软件。主要工作包括:1、测量数据校准。针对检测系统,建立了数学模型,给出其变换矩阵的未知参数。为求解这些参数,采用结合模拟退火粒子群和迭代最近点组合算法的方法,利用圆筒样件的测量数据作为标准进行校准求解。2、螺纹特征参数的提取。根据螺纹特征参数和缺陷的定义,对采集的点云数据采用数学方法进行处理,包括:基于线性最小二乘法进行中轴线校正,基于投影进行截面获取,基于傅里叶变换的低通滤波进行截面数据去噪。在此基础上实现了:螺纹小径、中径、大径、螺距、牙型半角和同轴度6个主要螺纹参数的提取算法。3、螺纹缺陷及其参数提取。使用平均拟合法得到基于所采集点云数据的螺纹理想形状,然后获取采集点云中与螺纹理想曲线存在一定差值的点视为螺纹缺陷点云群,再利用欧氏聚类算法将缺陷提取出来,最后测量得到缺陷的尺寸参数,包括:非轴向缺陷长度、轴向缺陷长度和径向缺陷长度。4、螺纹孔型面可视化。将采集点云进行均匀化插值处理,然后针对插值后的点云进行了快速三角面片生成,得到螺纹曲面,最后结合缺陷提取时得到的偏离值,将曲面渐变颜色赋值处理,得到了有色螺纹曲面。5、压力容器主螺栓孔检测数据处理系统的实现与应用。完成了开发环境的搭建和软件框架、软件界面的设计;实现了数据校准、螺纹特征参数提取、螺纹缺陷及其特征参数提取等主要功能模块。并针对主要功能设计了应用实验,分析了实验数据,验证了系统的有效性。
张美琴[5](2021)在《烟气轮机动叶片的逆向重构及特性研究》文中研究表明烟气轮机是催裂化装置能量回收系统中重要的装备之一。动叶片是该大型旋转机械装备重要的工作元件,长期处于高温、高速以及催化粒子冲击的环境中且承受多种载荷,极易出现损伤甚至断裂等失效问题。而且动叶片的结构比较复杂,呈现空间自由曲面形状。在正向设计过程中存在周期过长且生产成本较高等问题。逆向设计在创新设计中能快速满足多样化需求,缩短设计周期。因此采用逆向设计方法获得烟机动叶片的精确三维模型,对动叶片的结构分析、加工制造及缩短研发时间和降低成本方面具有重要的现实意义。本工作通过逆向设计原理和测量技术构建了精确的叶片三维模型。并对其进行了应力应变和模态分析,进而验证动叶片模型的正确性和逆向重构的可行性。首先对烟气轮机动叶片进行测量的前期工作,并选择恰当的测量方法对动叶片进行点云数据的采集。然后在Geomagic Studio平台中完成动叶片点云数据的预处理。最后在Geomagic design X平台中完成曲面重建,得到动叶片的三维CAD模型,并在Geomagic Control X平台中对重构完的动叶片三维模型进行误差对比分析,验证逆向重建的三维模型是否符合误差要求,作为重构模型的佐证。针对逆向重建的动叶片模型,基于ANSYS Workbench的结构分析环境,通过设置材料特性、划分网格、设置约束条件和载荷后,对重构的动叶片三维模型的应力应变进行分析。结果表明,动叶片在正常受力的情况下,最大应力在动叶片材料的许用应力范围之内,符合实际情况。因此从静力学的角度验证了重建模型的正确性和逆向建模方法的可行性。对重构的动叶片在ANSYS Workbench平台的模态分析环境进行进一步分析,从而获得动叶片前六阶的固有频率和振型。研究重构的动叶片模型的自然模态分布情况,并分析计算高低频激振力的频率,将激振力频率与所得到的固有频率进行对比。分析表明,高频激振力对动叶片的影响并不大,低频激振力的频率与得到的第四阶频率相似,符合实际情况,从动力学的角度证明了重建模型的正确性和逆向建模方法的可行性。
胡青龙[6](2021)在《点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究》文中研究说明三维重构技术是计算机图形学、虚拟数字现实、自动驾驶与机器人等应用领域的关键技术,已普遍应用于各个研究方向。同时三维空间重构与数据融合技术也是室内空间环境感知的重要支撑环节。本文使用计算机视觉技术,利用激光雷达和可见光相机实现对室内场景的三维彩色空间重构。主要研究内容如下:(1)在点云数据采集过程中,针对激光雷达(Lidar Scanner)采集的数据量大,且含有离散点等问题,基于统计分析法和K近邻算法对激光雷达获取的点云数据进行剔除离散点和下采样处理。经过预处理后,点云数据量被压缩,离散点数目有了明显下降,且点云数据的细节特征并没有受到较大影响,有利于对点云数据进行后续处理。(2)考虑到常见的三维空间重构的场景表面缺乏纹理颜色信息,不能实现对场景表面的真实再现。本文采用激光雷达点云与CCD可见光相机图像信息进行融合,使用一种新的马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF)模型。通过该方法可以赋予重构的3D场景模型表面以丰富的纹理颜色信息。本文采用一一映射的方法,将3D点云投影至2D像素空间,对映射图像和RGB图像进行特征点提取,用以配准、关联。通过MRF模型,对点云空间上的缺失点进行补充,最终获得空间中均匀分布的3D彩色空间点云模型。(3)针对点云之间配准迭代耗费大量时间这一问题,本文选用基于尺度不变特征(Scale Invariant Feature)的提取方法,利用图像的旋转不变性的基本特征,进行对应特征点对的匹配,实现点云配准,以构建完整的室内三维彩色空间模型。最后通过德劳内(Delaunay)三角面片的方法构建完整的曲面模型。本论文所提出的三维彩色场景的重构方法可以通过较低成本设备进行数据采集和计算,高效完成包含色彩信息的室内场景三维重构。与传统的三维重构方法相比,本文提出的三维重构模型精度更高,耗费的时间更少,且具备丰富的纹理信息,也更接近于真实场景,在生产与生活中具有一定的实际应用价值与发展前景。
马康盛[7](2021)在《基于在机视觉测量的叶片形貌重构点云数据处理技术研究》文中提出随着高精密薄壁零部件在航空工业等领域中使用频率的增加,使得人们对于测量设备的工作效率与精度需求越来越高。由于传统接触式测量存在测量磨损且不适用于在机测量,因此针对薄壁叶片这一典型研究对象,利用非接触式的光栅投影测量方法进行在机测量与数据的处理重构研究具有重要意义。首先,针对在机测量中的静态环境测量进行在机环境分析,根据单目结构光栅非接触测量原理与环境分析结果,对测量系统进行软硬件设备选用与设计。通过建立新型光栅投影测量模型,对工业相机进行标定,并对相移法展开研究,利用多频外差算法进行解包裹相位。根据测量原理与分析结果,利用自动定位装置进行在机测量模拟,获得叶片原始点云数据。其次,将在机测量环境模拟工况下采集的原始叶片点云进行噪声分类处理。根据分类结果与航空叶片结构特点,提出一套适用于该类中小型航空叶片点云数据的预处理方法。利用改进直通滤波、基于统计与半径滤波的改进算法及双边滤波完成降噪;提出了一种基于边长参数调整的体素格栅下采样方案完成数据精简,通过Geomagic实现数据偏差分析。再次,通过提出的单面叶片双重测量配准方案,解决单次测量可能存在的细节缺失问题。将两次扫描获取的叶片数据进行初始配准分析,获取最小绝对旋转平移偏差方案所对应的初始变换矩阵;将获得的初始配准结果结合ICP精细配准完成叶片数据的整体配准,并分析最终绝对旋转平移误差,得到变换矩阵,实现叶片的最终配准。最后,结合航空叶片重构需求特点进行网格划分,针对传统贪婪投影算法易出现细小孔洞问题,提出了一种适用于该类航空叶片点云数据的重构方案。通过改变近邻点距离阈值与内角关系,提出了一种改进的贪婪投影方法,并利用变换邻域点的MLS算法进行处理,通过Geomagic进行重构曲面的偏差分析,最终生成重构质量良好的航空叶片曲面。
潘高杰[8](2021)在《淬硬钢模具自由曲面铣削加工误差在机测量方法研究》文中研究表明随着对模具加工精度要求的不断提高,需要对加工后的模具进行误差测量分析。自由曲面的加工通常采用轮廓法向误差来评价被加工曲面与设计表面之间的误差,其来源主要有加工过程误差和测量误差。目前,在淬硬钢模具的误差测量方面,大多数通过三坐标测量机或者是蓝光数码光栅三维扫描仪对模具曲面进行点云数据采集。这种测量加工误差的方法需要对工件进行挪动、装夹,期间产生的误差会对加工误差计算结果产生影响。在机测量系统在模具加工完成后直接在机床上对模具进行测量,即节省时间,又能提高测量精度,在智能化加工方面表现出很大的优势。本文采用在机测量的方法对铣削加工误差进行分析研究。首先,对淬硬钢模具自由曲面进行自适应三角网格采样点规划。先建立自由曲面自适应采样的模型,再基于改进波前法对自由曲面划分三角网格,获取自适应三角网格采样点。在自由曲面模具曲率变化大的区域,采样点相对稠密,反之,则较为稀疏。划分网格后对网格质量进行评价,将其网格质量与Delaunay法所划分网格进行对比。然后,基于T样条控制点重构模具曲面。根据自适应三角网格采样获得的点云数据,采用八叉树法对点云数据进行区域划分并将其映射到二维平面上,经过迭代运算调整曲面网格控制点。继而运用小波分解法对内部控制顶点进行优化构建T样条模具曲面。最后,对基于T样条控制点重构的模具曲面进行加工误差评定。由于本次研究对象是淬硬钢自由曲面的加工误差,所以对此进行误差评定过程中选用面轮廓误差的方法进行误差分析。采用实验的方案,与通过三坐标测量机上的采样数据进行重构的模具曲面进行比对,验证在机测量方案的准确性和稳定性。
师世健[9](2020)在《大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究》文中提出在我国的航空航天、能源采集、重型运载等重要工程领域的核心装备制造中,普遍存在一类高性能要求的大型椭球类复杂曲面零件。这类零件普遍具有几何尺寸大、材料的结构刚度低、难加工的制造特点,易在加工阶段产生较大的结构变形。因此,必须采用逆向工程加工的思路,即“数据采集-点云预处理-数控加工”的一体化制造方法来保证其加工精度。本文针对大型椭球类复杂曲面零件逆向工程加工过程中存在的问题,开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术的研究,并对数据处理软件进行功能验证。论文研究为大型椭球类复杂曲面零件的逆向工程加工技术奠定基础,具有重要的理论意义和实际应用价值。对此进行了以下研究与分析。(1)研究确定大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的数据采集方案。通过分析不同装置以及测量方法的优缺点,结合工件结构特点和加工技术要求确定数据采集方法,确定采集数据与后续处理数据的转换方法。(2)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据去噪光顺方法研究。针对现有的去噪光顺方法对大型椭球类复杂曲面点云数据的光顺处理效率低、精度低的问题,结合大型椭球类复杂曲面采集数据的特点,提出了一种基于S-H-ESD算法和双边滤波算法的去噪光顺方法,实验结果证明了该算法能够快速有效地进行大型椭球类复杂曲面数据的去噪与光顺处理。(3)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据精简方法研究。针对现有的点云精简算法无法保持椭球类曲面点云中的细微特征点的问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和自适应均值漂移法的点云精简算法,实验结果证明了该方法精简后的点云数据能更好地保留原始曲面的细微特征,精简误差更小。(4)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的点云数据处理软件的设计与开发。对比分析确定点云数据处理软件的开发环境和开发软件,设计点云数据处理软件的模块组成以及各个模块的功能,并进行界面开发和功能设计,进行软件的功能验证。(5)研究确定工件点云数据数控加工的方法,并结合实际装备制造现场进行大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的验证。分析现有的点云进行数控加工方法的优缺点,结合大型椭球类零件的结构特点以及逆向加工技术的整体流程,选择合适的方法进行数控加工模拟以及数控加工程序的生成。根据本文所设计的工件点云数据采集方案、点云数据去噪光顺方法、点云精简方法和点云数控加工方法,对实际制造装备现场的大型椭球类零件进行逆向工程加工并分析加工效果。加工分析结果证明本文提出的大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术满足实际工程项目的加工要求,且符合现场操作流程与规范,具有重大的理论意义和实际应用价值。
房鹏[10](2020)在《三维复杂地质曲面重构关键技术研究》文中研究指明地质曲面重构是地质建模、油藏模拟以及地质构造成图等研究工作的基础,其主要利用地震解释数据、测井数据和航空磁测数据等地质采集数据,结合计算机图形学的理论和方法对地质曲面进行构建,在地下资源勘探领域中发挥着重要的作用。与一般的曲面重构不同,地质曲面重构的限制条件繁多,复杂程度较大。首先,用于地质曲面重构的数据比较稀疏且分布不均匀。其次,许多地质属性往往具有很强的趋势性或各向异性,而地质采集数据往往呈测线型,使用一般的方法对这些数据进行插值或拟合往往不能很好的体现地质属性的趋势性。最后,复杂地质构造中往往包含褶皱、逆断层或蘑菇状侵入体等,对于此类非闭合多值曲面尚无完备的重建算法。因此,三维复杂地质曲面重构中存在着许多困难和挑战。本文对多种传统的曲面插值方法进行了一定研究,分析了不同插值方法的特点和适用范围,并将克里金插值法和DSI方法应用于地质曲面重构,为提高传统克里金插值方法的效率,提出一种改进的滑动邻域克里金方法,进一步针对复杂地质曲面重构中离散点分布极不均匀的问题和地质属性的各项异性问题,提出一种基于泰勒公式的各向异性插值法,通过模型测试并与其它常见的曲面插值方法对比表明该方法可以精细呈现地质属性的各向异性特征,在一定程度上避免了传统地质曲面插值方法出现的串珠状构造缺陷;针对非闭合多值曲面构造,提出一种三维Delaunay迭代生长法,使用该方法重构出的非闭合多值曲面整体具有较好的拓扑形态,且具有较高的执行效率,但在曲面斜率较大的区域容易产生孔洞和三角形交叉等拓扑错误,因此针对本文算法进行非闭合多值曲面重构时产生的拓扑错误,提出了一种基于欧拉公式的拓扑错误检测与修复方法,该方法可以对非闭合曲面上出现的孔洞和三角面片交叉等拓扑错误进行修复,解决了一般曲面拓扑错误修复算法不能自动识别非闭合曲面边界与孔洞边界的问题。
二、基于点云数据的曲面重构方法研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于点云数据的曲面重构方法研究(论文提纲范文)
(1)贵州龙化石的数字化重建与3D打印(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 文物数字化保护 |
1.2 逆向工程与3D打印技术 |
1.3 贵州龙化石 |
1.4 本文研究的主要内容及技术流程 |
第2章 三维数字化重建方法 |
2.1 NURBS曲面拟合重建方法 |
2.2 三维纹理映射方法 |
2.3 真实感图形技术 |
2.4 本章小结 |
第3章 贵州龙化石三维数据的采集 |
3.1 三维数据采集的基本原理及过程 |
3.2 贵州龙化石三维数据的采集流程 |
3.3 贵州龙化石扫描结果质量分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 贵州龙化石三维数字化重建及精度评价分析 |
4.1 贵州龙化石点云数据处理 |
4.2 贵州龙化石表面复杂曲面重建 |
4.3 基于Geomagic Qualify的贵州龙化石重构模型精度评价 |
4.4 贵州龙化石数字化三维重建 |
4.5 本章小结 |
第5章 贵州龙化石全彩色3D打印 |
5.1 全彩色多材料3D打印设备 |
5.2 3D打印数据格式及处理流程 |
5.3 贵州龙化石的成型结果 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的成果 |
致谢 |
(2)基于迁移学习的三维模型特征提取技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 三维模型特征提取 |
1.2.2 图像特征提取 |
1.3 研究思路 |
2 相关理论与技术 |
2.1 三维模型表示方法 |
2.1.1 点云表示 |
2.1.2 体素表示 |
2.1.3 多视图表示 |
2.2 三维模型特征提取 |
2.2.1 人工神经网络 |
2.2.2 卷积神经网络 |
2.2.3 迁移学习 |
2.3 多视图特征融合 |
3 基于领域适配机制的二重迁移特征提取方法 |
3.1 二重迁移特征提取方法技术框架 |
3.2 三维模型的二维视图组的获取 |
3.2.1 三维模型预处理 |
3.2.2 二维视图的获取 |
3.3 领域适配机制与模型训练方法 |
3.3.1 领域适配机制 |
3.3.2 模型训练方法 |
3.4 分类器的选择 |
3.5 实验环境设置及结果分析 |
3.5.1 数据集介绍 |
3.5.2 网络结构选择 |
3.5.3 实验结果与分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于多源多目标模型的动态适配迁移特征提取方法 |
4.1 基于多源多目标模型的动态适配迁移特征提取方法 |
4.2 动态领域适配参数更新算法 |
4.2.1 动态领域适配机制 |
4.2.2 基于粒子群算法思想的参数更新算法 |
4.2.3 算法有效性分析 |
4.3 特征提取融合与降维 |
4.3.1 特征提取融合 |
4.3.2 特征降维 |
4.3.3 模型训练方法 |
4.4 实验设置及结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)大型核电厂房设施三维扫描检测系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 三维激光扫描技术研究现状 |
1.2.2 基于点云数据的形体重构研究现状 |
1.3 课题来源与主要研究内容 |
第二章 核电厂房空间三维点云的获取与可视化 |
2.1 核电厂房空间三维点云的获取需求分析与获取方案设计 |
2.2 大空间高效率全局扫描 |
2.2.1 大空间高效率全局扫描原理 |
2.2.2 基于大空间扫描技术的全局点云获取 |
2.3 手持式高精度局部扫描 |
2.3.1 手持式高精度局部扫描原理 |
2.3.2 基于手持式高精度扫描技术的局部点云获取 |
2.4 全局点云与高精度局部点云的拼接 |
2.4.1 最近点迭代算法原理 |
2.4.2 基于最近点迭代算法的全局点云与局部点云的拼接 |
2.5 核电厂房空间海量点云的可视化 |
2.5.1 海量点云可视化系统的方案设计与原理 |
2.5.2 海量点云可视化系统的开发与验证 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于核电厂房点云数据的核设施重构 |
3.1 基于核电厂房点云数据的核设施重构方案设计 |
3.2 基于卷积神经网络的核设施智能识别 |
3.2.1 神经网络模型PointNet的原理 |
3.2.2 基于PointNet的核设施智能识别 |
3.3 核设施的特征面识别 |
3.3.1 特征面识别相关算法及其原理 |
3.3.2 基于RANSAC与高斯映射的核设施特征面识别 |
3.4 特征面几何参数提取 |
3.4.1 特征面几何参数提取算法 |
3.4.2 核设施的特征面参数提取 |
3.5 核设施的重构 |
3.5.1 NURBS曲面重构原理 |
3.5.2 基于NURBS曲面的核设施重构 |
3.6 本章小结 |
第四章 核电厂房设施三维扫描检测系统的开发与验证 |
4.1 核电厂房设施三维扫描检测系统的开发 |
4.2 核电厂房设施三维扫描检测系统的验证 |
4.2.1 点云数据的获取验证 |
4.2.2 基于点云数据的重构与重构精度验证 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(4)基于有序点云的螺纹特征与几何缺陷检测的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 测量系统数据校准补偿 |
1.2.2 螺纹特征参数检测 |
1.2.3 反应堆压力容器主螺栓孔螺纹曲面缺陷检测 |
1.3 课题来源与主要研究内容 |
1.4 论文组织形式 |
第二章 基于样件的螺纹孔扫描测量系统数据校准 |
2.1 压力容器主螺栓孔扫描测量系统 |
2.1.1 二维位移激光传感器 |
2.1.2 螺纹孔扫描测量系统 |
2.2 多刚体系统运动学 |
2.2.1 齐次坐标 |
2.2.2 平移变换 |
2.2.3 旋转变换 |
2.3 螺纹孔扫描测量系统数学模型建立 |
2.3.1 螺纹孔扫描测量系统模型简化 |
2.3.2 系统数学模型建模 |
2.4 基于模拟退火粒子群和迭代最近点组合算法的测量系统参数求解 |
2.4.1 模拟退火粒子群算法 |
2.4.2 迭代最近点算法 |
2.4.3 基于组合算法的参数求解 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于点云的螺纹特征和缺陷参数提取及可视化 |
3.1 螺纹截面的特征参数计算 |
3.1.1 螺纹特征参数及其配合 |
3.1.2 螺纹点云预处理 |
3.1.3 螺纹截面的特征参数提取 |
3.2 基于点云聚类的螺纹缺陷及其参数提取 |
3.2.1 点云欧式聚类 |
3.2.2 螺纹缺陷点云的生成 |
3.2.3 螺纹缺陷特征参数的提取 |
3.3 螺纹曲面的快速重构 |
3.3.1 螺纹点云的均匀插值方法 |
3.3.2 基于均匀点云的曲面快速生成 |
3.3.3 螺纹缺陷的着色显示 |
3.4 本章小结 |
第四章 压力容器主螺栓孔检测数据处理系统的实现与应用 |
4.1 检测系统软件程序设计 |
4.1.1 开发环境 |
4.1.2 软件架构设计 |
4.2 螺纹孔扫描测量系统的测量数据校准 |
4.2.1 校准实验设计 |
4.2.2 实验结果 |
4.3 压力容器主螺栓孔螺纹特征参数提取 |
4.3.1 螺纹特征参数提取实验设计 |
4.3.2 实验结果 |
4.4 压力容器主螺栓孔螺纹缺陷及其参数提取 |
4.4.1 螺纹缺陷及其参数提取实验设计 |
4.4.2 实验结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(5)烟气轮机动叶片的逆向重构及特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 逆向工程研究现状 |
1.2.1 点云数据采集设备 |
1.2.2 点云数据降噪与精简 |
1.2.3 基于逆向软件的曲面重构 |
1.3 叶片有限元分析的研究现状 |
1.3.1 叶片应力分析研究 |
1.3.2 叶片模态分析研究 |
第2章 烟气轮机动叶片数据采集及处理 |
2.1 点云数据的采集方式 |
2.2 动叶片表面的点云数据采集 |
2.2.1 结构光三维扫描技术介绍 |
2.2.2 动叶片点云数据测量前期工作 |
2.2.3 动叶片点云数据采集过程 |
2.3 烟气轮机动叶片点云数据预处理 |
2.3.1 软件简介 |
2.3.2 点处理阶段 |
2.3.3 多边形处理 |
2.4 本章小结 |
第3章 烟气轮机动叶片实体重建及误差分析 |
3.1 动叶片曲面重构 |
3.1.1 软件介绍 |
3.1.2 动叶片曲面重构 |
3.2 误差分析 |
3.2.1 误差来源 |
3.2.2 软件介绍 |
3.2.3 动叶片模型误差分析 |
3.3 本章总结 |
第4章 烟气轮机动叶片应力应变分析 |
4.1 有限元法简介 |
4.2 软件简介 |
4.3 动叶片应力应变分析 |
4.3.1 导入模型 |
4.3.2 材料设置 |
4.3.3 网格划分 |
4.3.4 动叶片应力应变分析 |
4.4 本章总结 |
第5章 烟气轮机动叶片模态分析 |
5.1 模态分析理论 |
5.2 动叶片的激振力分析 |
5.2.1 动叶片低频激振力的计算 |
5.2.2 动叶片高频激振力的计算 |
5.3 动叶片模态分析 |
5.3.1 三维建模和材料参数设置 |
5.3.2 网格划分 |
5.3.3 动叶片的固有模态分析 |
5.4 本章总结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文的主要内容 |
第2章 激光雷达与相机融合系统 |
2.1 系统结构 |
2.2 融合方法介绍 |
2.3 融合模型 |
2.4 相机的内参标定 |
2.5 模型校正 |
2.5.1 图像特征点提取 |
2.5.2 投影姿态校正 |
2.6 TOF激光雷达和CCD相机的相对姿态估计 |
第3章 马尔科夫随机场模型 |
3.1 马尔科夫随机场的概念 |
3.2 MRF模型框架 |
3.3 基于EM算法的图像深度恢复 |
3.4 验证实验与分析 |
第4章 点云数据预处理及配准 |
4.1 点云预处理 |
4.1.1 统计分析法去除离群点 |
4.1.2 点云数据下采样及去噪 |
4.2 点云配准 |
4.2.1 常用配准方法 |
4.2.2 坐标系的变换 |
4.2.3 基于SIFT的特征提取 |
4.2.4 特征点校准 |
4.3 对比实验与分析 |
第5章 三维表面模型的重建 |
5.1 点云数据融合 |
5.2 点云表面生成 |
5.3 场景重建效果 |
第6章 结论与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
附录 A 相关程序代码 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
致谢 |
(7)基于在机视觉测量的叶片形貌重构点云数据处理技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及课题来源 |
1.2 薄壁类叶片三维测量主要方法 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 航空叶片在机测量技术研究现状 |
1.3.2 点云数据预处理技术研究现状 |
1.3.3 点云配准技术研究现状 |
1.3.4 曲面重构技术研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 叶片形貌测量系统设计与在机环境分析 |
2.1 在机测量分析 |
2.1.1 在机测量环境分析 |
2.1.2 在机测量硬件需求 |
2.2 光栅投影单目测量系统平台设计 |
2.2.1 系统硬件模块 |
2.2.2 系统软件平台 |
2.3 光栅投影新型测量模型 |
2.3.1 相位-相机坐标关系 |
2.3.2 像素点-相机坐标关系 |
2.4 单目测量系统标定方法 |
2.4.1 测量系统中工业相机标定 |
2.4.2 相机标定实验 |
2.5 相位展开方法 |
2.5.1 相位主值的提取 |
2.5.2 多频外差相位展开方法 |
2.6 在机测量模拟 |
2.7 本章小结 |
第3章 薄壁叶片测量点云数据滤波与精简技术研究 |
3.1 在机测量噪声点分析 |
3.2 噪声点云系统预处理方法 |
3.2.1 改进直通滤波方案 |
3.2.2 基于统计与半径滤波结合的改进算法 |
3.2.3 基于双边滤波的点云处理 |
3.2.4 改进体素格栅法下采样算法 |
3.3 噪声点云预处理实验 |
3.4 本章小结 |
第4章 结构光测量系统的叶片点云配准技术研究 |
4.1 点云数据配准原理 |
4.2 点云数据初始配准方案 |
4.2.1 基于特征直方分布(PFH)的SAC-IA配准及分析 |
4.2.2 基于快速特征直方分布(FPFH)的SAC-IA初始配准及分析 |
4.2.3 基于正态分布NDT配准及分析 |
4.3 改进点云数据配准方案 |
4.3.1 ICP配准算法原理 |
4.3.2 改进航空叶片点云整体配准方案 |
4.3.3 配准实验效果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结构光测量系统的叶片曲面重构技术研究 |
5.1 点云曲面重构技术 |
5.2 基于贪婪投影的改进算法 |
5.2.1 KD-tree邻域搜索建立 |
5.2.2 切平面的确定与投影 |
5.2.3 平面三角剖分与参数分析设置 |
5.2.4 基于邻域点参数调整的MLS平滑 |
5.3 航空叶片曲面重构算法实验对比 |
5.3.1 基于移动立方体表面重构结果 |
5.3.2 基于泊松重构算法结果 |
5.3.3 基于改进贪婪投影算法表面重构结果 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
致谢 |
(8)淬硬钢模具自由曲面铣削加工误差在机测量方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及其研究背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
1.2.1 三角网格研究现状 |
1.2.2 在机测量国内外研究现状 |
1.2.3 曲面重构技术研究现状 |
1.2.4 加工误差评定国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 淬硬钢模具自由曲面采样点规划 |
2.1 基本几何信号处理流程 |
2.1.1 曲面网格的划分特点 |
2.1.2 网格参数的归一化与几何特征信号分析 |
2.2 淬硬钢模具自由曲面三角网格曲面的参数化 |
2.2.1 三角网格参数化的定义 |
2.2.2 曲面网格参数化的实现 |
2.3 淬硬钢模具自由曲面自适应采样布点策略 |
2.3.1 基于模具曲面自适应采样模型建立 |
2.3.2 三角网格自适应采样布点 |
2.4 本章小结 |
第3章 T样条曲面控制点重构模具曲面 |
3.1 T样条的几何描述 |
3.1.1 T样条的定义 |
3.1.2 T样条控制点的插入与简化 |
3.2 T样条重建曲面控制网格的生成 |
3.2.1 重建网格曲面的预处理 |
3.2.2 模具曲面网格模型的二维映射 |
3.2.3 T网格的构建与算法原理 |
3.2.4 重建曲面网格的误差评价 |
3.3 基于小波分析优化控制点构建T样条实体 |
3.3.1 小波分解 |
3.3.2 基于T样条的实体拟合过程 |
3.3.3 基于小波分析优化T样条实体内部控制点 |
3.4 本章小结 |
第4章 淬硬钢模具自由曲面铣削加工误差分析 |
4.1 淬硬钢模具自由曲面铣削加工让刀误差分析 |
4.1.1 模具的曲率特征对铣削加工的影响 |
4.1.2 刀具变形对铣削刃运动轨迹的影响 |
4.2 铣削过程加工误差分析 |
4.2.1 刀具变形对让刀误差的影响 |
4.2.2 振动对淬硬钢模具铣削表面二维轮廓的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 淬硬钢模具自由曲面加工误差在机测量实验研究 |
5.1 实验设备及实验设计 |
5.1.1 模具铣削实验设备与在机测量设备 |
5.1.2 模具铣削实验设计 |
5.2 淬硬钢自由曲面的面轮廓误差评定 |
5.2.1 测点与理论曲面的最小距离 |
5.2.2 模具曲面的面轮廓误差计算 |
5.3 仿真与实验对比 |
5.3.1 基于T样条控制点重构曲面实验对比分析 |
5.3.2 三坐标测量机实验对比分析 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术成果 |
结论 |
致谢 |
(9)大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 逆向工程加工关键技术研究现状 |
1.2.1 三维点云数据采集的研究现状 |
1.2.2 三维点云数据预处理的研究现状 |
1.2.3 点云数据数控加工的研究现状 |
1.3 本课题的主要研究内容 |
2 大型椭球类复杂曲面数据采集方案设计 |
2.1 大型椭球类复杂曲面测量方法比较 |
2.2 大型椭球类复杂曲面数据采集方案设计 |
2.3 大型椭球类复杂曲面数据采集路径规划 |
2.4 测量装置数据转换与储存 |
2.5 本章小结 |
3 大型椭球类复杂曲面点云去噪光顺方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于S-H-ESD和双边滤波的去噪光顺算法 |
3.2.1 S-H-ESD算法介绍 |
3.2.2 改进后的S-H-ESD去噪光顺算法 |
3.2.3 双向滤波光顺算法 |
3.2.4 算法流程 |
3.3 算法实验结果与分析 |
3.3.1 S-H-ESD算法去噪效果分析 |
3.3.2 椭球曲面点云整体去噪光顺效果分析 |
3.4 本章小结 |
4 大型椭球类复杂曲面数据精简方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 自适应点云数据特征保持精简算法 |
4.2.1 K均值算法初步简化 |
4.2.2 PCA分析点云数据特征点 |
4.2.3 自适应均值漂移算法 |
4.2.4 算法流程 |
4.3 算法检验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
5 大型椭球类零件点云处理软件的开发与功能验证 |
5.1 工件数据处理软件的总体设计方案 |
5.2 工件数据处理软件开发环境及开发软件 |
5.3 工件数据处理软件界面与模块的开发实现 |
5.3.1 工件数据处理软件界面的开发与实现 |
5.3.2 工件数据处理软件数据导入模块的设计开发 |
5.3.3 工件数据处理软件光顺效果对比模块的设计开发 |
5.3.4 工件数据处理软件登录信息管理模块的设计开发 |
5.4 工件数据处理软件操作流程 |
5.5 本章小结 |
6 大型椭球类零件点云数控加工研究与实际加工验证 |
6.1 大型椭球类零件点云数据数控加工研究 |
6.1.1 引言 |
6.1.2 大型椭球类零件点云数控加工仿真 |
6.2 大型椭球类零件逆向工程加工效果实际验证 |
6.2.1 椭球型实验件的逆向工程加工及效果 |
6.2.2 实际椭球型零件的逆向工程加工及效果 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)三维复杂地质曲面重构关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究发展及现状 |
1.2.1 点云曲面重构 |
1.2.2 复杂地质曲面重构 |
1.3 本文主要研究工作及创新 |
第2章 地质曲面重构相关技术 |
2.1 地质曲面重构 |
2.2 离散点预处理 |
2.3 离散点空间索引 |
2.3.1 kd-tree |
2.3.2 八叉树 |
2.3.3 空间包围盒 |
第3章 地质曲面插值方法 |
3.1 克里金插值 |
3.2 滑动邻域克里金插值法 |
3.3 离散光滑插值 |
3.4 基于泰勒公式的各向异性插值 |
3.5 实验结果对比与分析 |
第4章 基于Delaunay生长法的多值地质曲面重构 |
4.1 Delaunay三角剖分介绍 |
4.2 三维Delaunay迭代生长算法 |
4.2.1 空间索引结构建立 |
4.2.2 最小二乘平面拟合 |
4.2.3 局部投影变换 |
4.2.4 迭代生长算法 |
4.3 实验结果对比与分析 |
第5章 基于欧拉公式的拓扑错误检测与修复 |
5.1 三角网格相关概念 |
5.2 常见的孔洞修补算法 |
5.3 欧拉定理与孔洞识别 |
5.4 非流形边识别与修复 |
5.5 实验结果与分析 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
四、基于点云数据的曲面重构方法研究(论文参考文献)
- [1]贵州龙化石的数字化重建与3D打印[D]. 郑跃. 贵州师范大学, 2021(08)
- [2]基于迁移学习的三维模型特征提取技术研究[D]. 宋欣悦. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]大型核电厂房设施三维扫描检测系统研究[D]. 黄卓. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]基于有序点云的螺纹特征与几何缺陷检测的研究与实现[D]. 田从剑. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]烟气轮机动叶片的逆向重构及特性研究[D]. 张美琴. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究[D]. 胡青龙. 长春理工大学, 2021(02)
- [7]基于在机视觉测量的叶片形貌重构点云数据处理技术研究[D]. 马康盛. 哈尔滨理工大学, 2021
- [8]淬硬钢模具自由曲面铣削加工误差在机测量方法研究[D]. 潘高杰. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [9]大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究[D]. 师世健. 北京交通大学, 2020(02)
- [10]三维复杂地质曲面重构关键技术研究[D]. 房鹏. 成都理工大学, 2020(04)