基于特征分析的三角网格模型区域划分技术研究

摘要

基于测量数据的曲面重建在产品开发、计算机视觉、医学图像重建等领域都有着广泛的应用.任意拓扑三角网格模型的区域划分是复杂曲面重建中的关键和难点问题之一,该文对此进行了研究,主要工作如下:研究了三角网格模型上顶点曲率的估算方法,并用参数曲面的网格模型验证了曲率估算的精度.研究了三角网格模型的N边界区域生成方法.研究并实现了三角网格模型的数据分块算法,在分块结果的基础上建立了N边界区域结构,该结构易于编辑和维护,为开发用户交互操作功能和进行四边界区域划分提供了很好的基础.研究了三角网格模型的四边界区域划分技术.提出了一种计算网格模型上两点间最短距离的方法,该方法简单有效且计算速度较快;建立了一种用于优化网格曲面特征线的Snake模型,生成的特征曲线既光滑又能较好地逼近模型特征,并能满足描述区域边界的要求;提供了一种交互的编辑手段,用户能够在N边界区域的基础上较方便地生成四边界区域,区域划分结果很好地反映了原有样件的构造特点.

目录

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第一章绪论

1.1逆向工程及其应用

1.2逆向工程中的数据分块技术

1.3逆向工程中曲面重建技术研究情况

1.4论文选题依据和研究内容

第二章三角网格模型的曲率估算方法研究

2.1引言

2.2三角网格模型的数学描述

2.2.1基本概念和符号定义

2.2.2三角网格模型中的邻域关系

2.3曲率估算的相关研究工作

2.4曲率估算的算法描述

2.4.1网格顶点的法矢估算

2.4.2主曲率、主方向的计算

2.4.3曲率计算的算法流程

2.5曲率云图显示方法

2.5.1曲率的线性插值显示

2.5.2曲率的分组显示

2.6应用实例

2.7本章小结

第三章基于数据分块的N边域生成算法研究

3.1引言

3.2三角网格模型的数据分块

3.2.1基本曲面类型描述

3.2.2三角片类型标示

3.2.3区域生长

3.2.4数据块优化

3.3基于数据分块的N边界区域生成

3.3.1 N边界区域的数据结构定义

3.3.2分块结构向N边界区域结构的转换

3.4应用实例

3.5本章小结

第四章三角网格模型的四边界区域生成算法研究

4.1引言

4.2基于主动轮廓模型的特征线优化

4.2.1主动轮廓模型

4.2.2初始轮廓线确定

4.2.3主动轮廓模型的能量方程

4.2.4特征线优化

4.2.5特征线优化应用实例

4.3四边界区域交互生成方法

4.3.1嵌套域问题的解决方法

4.3.2 N边域的编辑操作

4.4应用实例

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1全文工作总结

5.2今后工作展望

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

参考文献