點(diǎn)云場(chǎng)景分割軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、0j／’Y論文題目：點(diǎn)云場(chǎng)景分割軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)科名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)軟件與理論研究生：陳蒙蒙指導(dǎo)教師：王映輝教授摘要簽名：簽名：IflllllflIJPIIllIJIIIIIJJIfllJ—Y2118200三維幾何模型已成為繼聲音、圖像和視頻之后的一種重要的數(shù)字媒體，點(diǎn)云模型是以離散采樣點(diǎn)為基元的三維幾何模型。點(diǎn)云模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)空間緊湊，具有表達(dá)復(fù)雜表面細(xì)節(jié)的能力。本文以點(diǎn)云模型為研究對(duì)象，主要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云場(chǎng)景分割軟件，該軟件主

2、要包含點(diǎn)云數(shù)據(jù)顯示、點(diǎn)云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、點(diǎn)云數(shù)據(jù)脊谷特征提取和點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割這四個(gè)主要模塊。(1)點(diǎn)云數(shù)據(jù)顯示模塊，包括對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)場(chǎng)景任意角度的旋轉(zhuǎn)觀察，放大縮小等基本功能，該模塊主要利用了OpenGL相關(guān)機(jī)制來(lái)完成的。(2)點(diǎn)云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化模塊，該部分主要實(shí)現(xiàn)了將點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角網(wǎng)格化的操作。本軟件應(yīng)用了Ohtake等人的圓球相交法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化。其通過(guò)計(jì)算點(diǎn)的法矢信息和構(gòu)造2次誤差函數(shù)進(jìn)行擬合的方法來(lái)迭代進(jìn)行降噪和網(wǎng)格化。該方法得到

3、的三角網(wǎng)格曲面中大多數(shù)三角形的高寬比接近最優(yōu)，能夠較好的逼近原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)。(3)網(wǎng)格模型上脊谷特征提取模塊，該模塊主要實(shí)現(xiàn)了在第二步網(wǎng)格曲面上進(jìn)行脊、谷信息提取的功能。要獲取脊谷特征，必須進(jìn)行曲率計(jì)算，本文采用的是經(jīng)典離散微分幾何方法來(lái)計(jì)算網(wǎng)格頂點(diǎn)曲率。在計(jì)算出網(wǎng)格頂點(diǎn)曲率之后，通過(guò)設(shè)置曲率閾值，篩選出脊點(diǎn)和谷點(diǎn)。然后根據(jù)脊點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系，將脊點(diǎn)連接成脊線。同理，將谷點(diǎn)連接成谷線。(4)點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割模塊，利用上面計(jì)算的脊谷點(diǎn)，將其作為