Extraction of Closed Feature Lines from Point Clouds Based on Graph Theory

摘要

Het gebruik van computermodellen die de geometrie van een object voorste llen, gekend als CAD-modellen, zijn onmisbaar in de industrie. Het gener eren van een CAD-model is meestal gebaseerd op terugwerkend ontwikkelen. Hierbij wordt een 3D scanner gebruikt om een verzameling punten op het oppervlak van een fysisch prototype of een geproduceerd onderdeel te bek omen. Om van een dergelijke puntenverzameling (puntenwolk) tot een CAD-m odel te komen, is segmentatie van de puntenwolk vereist zodat elk segmen t kan benaderd worden door een oppervlak. In deze thesis bepalen we dan ook gesloten kenmerklijnen in een puntenwolk zodanig dat deze lijnen de puntenwolk opdelen in disjuncte verzamelingen van punten. We onderscheiden drie soorten kenmerklijnen: uitwendige randen die de gr ens van een puntenwolk van een niet-gesloten object voorstellen; scherpe randen die puntenverzamelingen met verschillende normaalvectoren van me kaar scheiden; en zachte randen die puntenverzamelingen met verschillend e kromming van mekaar scheiden. Een raamwerk wordt voorgesteld om de ver schillende soorten kenmerklijnen te detecteren, gebaseerd op het groeper en van punten en bewerkingen op grafen. Het doel van het groeperen is he t scheiden van de gebieden die de kenmerklijnen bevatten (kenmerkgebiede n) van de rest van de puntenwolk. Hiervoor worden speciale kenmerken voo r elke soort kenmerklijn geïntegreerd in het raamwerk. Na toepassing van methodes die grafen bewerken, worden de kenmerkgebieden gereduceerd tot gesloten kenmerklijnen. Om een nauwkeurige detectie van alle soorten kenmerklijnen te garanderen , stellen we een methode voor die werkt op meerdere niveaus. Deze method e detecteert de uitwendige en scherpe randen in de volledige puntenwolk. De zachte randen worden dan bepaald in de deelgebieden die ontstaan zij n uit de detectie van de uitwendige en scherpe randen. Het laatste deel van deze thesis behandelt de overblijvende stappen om e en puntenwolk te benaderen door oppervlakken. We stellen een algoritme v oor om een netwerk van curven op te bouwen, gebaseerd op de gedetecteerd e kenmerklijnen. Elk deelgebied met de omliggende curve kan dan benaderd worden door een oppervlak.