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基于双分支卷积和深度插值的点云表面重建 被引量:1
1
作者 孟波 史旭华 张彬 《计算机工程》 北大核心 2025年第7期119-126,共8页
随着近年来深度学习的快速发展,基于深度学习重建稀疏、含有噪声的低质量点云表面成为当前的研究热点。目前已有的点云表面重建模型还存在难以重建复杂场景、局部细节重建不完整以及重建效率低等问题。为了进一步提高点云表面重建的效果... 随着近年来深度学习的快速发展,基于深度学习重建稀疏、含有噪声的低质量点云表面成为当前的研究热点。目前已有的点云表面重建模型还存在难以重建复杂场景、局部细节重建不完整以及重建效率低等问题。为了进一步提高点云表面重建的效果,结合卷积占用网络模型,提出一种基于双分支卷积和深度插值的点云表面重建模型。首先,使用PointNet网络和双分支卷积构建的融合卷积编码模块进行特征提取,其中双分支卷积将点分支提取的点特征自适应地融入到体素分支的体积特征中,为体积特征提供更细粒的局部信息;然后,结合邻居点特征,通过一个多头注意力网络生成查询点特征,构建深度插值特征模块,使得用于特征解码的全连接层(FC)网络预测查询点的空间位置更加准确;最后,基于移动立方体(MC)算法提取高质量的网格表面模型。在对象级数据集ShapeNet以及场景级数据集Synthetic Rooms上的实验结果表明,所提模型在交并比(IoU)指标上分别达到了0.931和0.910,优于POCONet、ConvONet、DP-ConvONet等对比模型,在Synthetic Rooms上的平均重建时间上较POCONet大幅减少,且在视觉上表现出了良好的效果;在对象级数据集ABC上体现了模型优越的泛化性能,证明了所提模型的有效性。 展开更多
关键词 表面重建 双分支卷积 深度插值 点云 深度学习 移动立方体算法
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基于CATIA的逆向工程的曲面重建 被引量:10
2
作者 夏链 李小伟 +2 位作者 张栋栋 韩江 胡静 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期805-808,共4页
文章介绍了逆向工程技术的定义,系统地研究、分析了逆向工程的工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分;以鼠标外壳模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CAT-IA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,最... 文章介绍了逆向工程技术的定义,系统地研究、分析了逆向工程的工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分;以鼠标外壳模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CAT-IA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,最终生成鼠标外壳的实体模型;说明了逆向工程的整个设计应用流程。 展开更多
关键词 逆向工程 数据采集 云点 曲面重构 曲面拟合
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海量散乱点的曲面重建算法研究 被引量:131
3
作者 周儒荣 张丽艳 +1 位作者 苏旭 周来水 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期249-255,共7页
基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用 .给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息 (包括测点法矢、曲面边界信息 )的散乱点集为处理对象 ,自动生成物体表面... 基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用 .给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息 (包括测点法矢、曲面边界信息 )的散乱点集为处理对象 ,自动生成物体表面的三角网格模型的算法 .该算法首先根据测点的邻近测点估算曲面在该测点处的法矢 ,并采用优化的顺序对法矢方向进行调整以使各测点处的法矢都指向曲面外侧 ,最后用步进立方体算法输出三角网格模型 .采用新的方法计算切平面 ,不但进一步提高了效率 ,而且改善了曲面边界及尖锐棱边区域的重建效果 .还提出并解决了法矢方向传播中可能出现的局部“孤岛”问题 .同时 ,提出了一种对海量数据进行空间划分的算法 ,从而大大提高了海量数据的处理效率 .应用实例表明 ,算法效果良好 . 展开更多
关键词 逆向工程 海量数据 空间划分 面重建算法 CAD
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基于三坐标测量数据的点云曲面重构 被引量:11
4
作者 吴雪梅 文珈 +2 位作者 于广滨 李瑰贤 单德彬 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期68-72,共5页
基于CMM测量数据,针对鼠标数据的特点,进行了边界拟合、特征识别、分片重建、光滑拼接等技术的研究。利用三次B样条拟合边界曲线,利用微分几何方法进行曲面特征的识别与分割,利用拉伸及放样法进行曲面片重构,最后进行曲面片相交、剪裁... 基于CMM测量数据,针对鼠标数据的特点,进行了边界拟合、特征识别、分片重建、光滑拼接等技术的研究。利用三次B样条拟合边界曲线,利用微分几何方法进行曲面特征的识别与分割,利用拉伸及放样法进行曲面片重构,最后进行曲面片相交、剪裁、过渡完成最终的鼠标模型。 展开更多
关键词 逆向工程 曲面重建 B样条 点云数据
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基于三角Bézier曲面局部逼近的3D点插补算法 被引量:9
5
作者 邱泽阳 肖双九 +3 位作者 宋晓宇 杨海成 张树生 张定华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期497-501,共5页
针对逆向工程中三角曲面片逼近过程遇到的曲面片内部点不足问题 ,提出了一种基于局部三角 Bézier曲面片逼近的点插补算法。其思想是先在缺点的三角网格局部构造一个具有足够内部点的扩大三角形 ,然后以扩大三角形为基础构造一张三... 针对逆向工程中三角曲面片逼近过程遇到的曲面片内部点不足问题 ,提出了一种基于局部三角 Bézier曲面片逼近的点插补算法。其思想是先在缺点的三角网格局部构造一个具有足够内部点的扩大三角形 ,然后以扩大三角形为基础构造一张三角 Bézier曲面片 ,最后通过曲面片上取点的策略补出三角网格中所缺的点。实验表明 ,用该算法插补所得的点 ,不仅精度比较高 ,而且分布也比较均匀 。 展开更多
关键词 曲面局部逼近 自由曲面造型 自由曲面重构 逆向工程 点插补算法 三角网格 三角曲面片
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平面无序点集曲线重建的跟踪算法 被引量:13
6
作者 钟纲 杨勋年 汪国昭 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期2188-2193,共6页
由无序离散点集重建出曲线曲面模型,在反求工程与计算机视觉中都有着广泛的应用.根据实际采样中离散点分布相对集中的特点,给出了一个用简单曲线拟合平面上的无序点集的跟踪算法.该方法仅从当前跟踪点的邻近点集与曲线重建光顺准则出发... 由无序离散点集重建出曲线曲面模型,在反求工程与计算机视觉中都有着广泛的应用.根据实际采样中离散点分布相对集中的特点,给出了一个用简单曲线拟合平面上的无序点集的跟踪算法.该方法仅从当前跟踪点的邻近点集与曲线重建光顺准则出发,无须迭代,可快速、有效地跟踪得到无序点集的一个中轴点列,最后再由此点列拟合出参数曲线.实验结果表明,该方法是一个简单、有效的曲线重建方法. 展开更多
关键词 平面无序点集 曲线重建 跟踪算法 CAD 计算机视觉
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三维面部数据采集与NURBS曲面重构 被引量:17
7
作者 孟凡文 吴禄慎 罗丽萍 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期334-338,共5页
为获取面部三维点云,并转换为高精度NURBS曲面,建立了面部图像采集与处理系统,并研究其中的点云自动拼接和曲面重构方法。首先,采用双光栅三维扫描仪将正弦光栅投射到人的面部,将被面部调制的变形光栅转换成两片分立点云。然后,通过标... 为获取面部三维点云,并转换为高精度NURBS曲面,建立了面部图像采集与处理系统,并研究其中的点云自动拼接和曲面重构方法。首先,采用双光栅三维扫描仪将正弦光栅投射到人的面部,将被面部调制的变形光栅转换成两片分立点云。然后,通过标定块对测量系统进行标定,利用协方差求取旋转矩阵和平移向量实现点云自动拼接获取完整面部点云,并生成三角面片。最后,通过检测曲率、生成四边形网格、建立UV参数线等处理,进行曲面重构生成高精度NURBS四边域面部曲面,并对重构结果进行误差分析。结果表明:所重构面部曲面符合G1连续,标准偏差为0.009222 mm。本文所采用的高精度的面部曲面重构方法可用于复杂曲面的三维检测与重构中。 展开更多
关键词 逆向工程 面部数据采集 点云拼接 曲面重构 重构误差
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基于逆向工程的曲面质量及优化分析实例研究 被引量:10
8
作者 刘杰 钟洁 +4 位作者 莫绍媛 简晶晶 伍燕 何海生 梁杰华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第S1期48-52,共5页
为了研究逆向工程的曲面质量及优化分析过程,本研究以某车型为例,采用三维光学测量扫描对1:24车模进行逆向工程反求,同时利用Geomagic Studio建立三维数模,并通过UG对车身外形曲面进行重构研究,应用点云拼接技术,参照数据改变其形状的参... 为了研究逆向工程的曲面质量及优化分析过程,本研究以某车型为例,采用三维光学测量扫描对1:24车模进行逆向工程反求,同时利用Geomagic Studio建立三维数模,并通过UG对车身外形曲面进行重构研究,应用点云拼接技术,参照数据改变其形状的参数,分析数模曲面质量,优化整体点云数据,以探究车身外形逆向重构曲面质量及优化分析问题,对应用逆向工程技术提供实用意义。 展开更多
关键词 逆向工程 点云数据 曲面重构 曲面质量 优化分析
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逆向工程中曲面重建的研究进展 被引量:28
9
作者 武剑洁 王启付 +1 位作者 黄运保 周济 《工程图学学报》 CSCD 2004年第2期133-142,共10页
曲面重建是逆向工程的重要研究内容之一,在工业制造、医疗、军事等应用领域意义重大,已成为国内外的研究热点。笔者总结了从三维散乱数据点集重建物体曲面的技术,重点介绍了其中的一些典型方法。分析了它们的基本思想、主要特点和应用情... 曲面重建是逆向工程的重要研究内容之一,在工业制造、医疗、军事等应用领域意义重大,已成为国内外的研究热点。笔者总结了从三维散乱数据点集重建物体曲面的技术,重点介绍了其中的一些典型方法。分析了它们的基本思想、主要特点和应用情况,并指出了各自存在的不足和局限性,最后就曲面重建研究今后可能的发展方向作了一些探讨。 展开更多
关键词 计算机应用 逆向工程 曲面重建 三维散乱数据 曲面拟合 分段线性重建 基于物理的重建 基于神经网络的重建
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基于Geomagic的曲面重构方法研究 被引量:19
10
作者 林希玲 饶锡新 曹俊华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第7期28-30,共3页
阐述了散乱数据点的曲面重构的方法,重构出不同结构物体的三角网表面模型。首先根据扫描点云的分布特点、疏密程度等实际情况,分析影响重构曲面的关键因素,然后按照正向设计的思想,分析零件的外形,发挥不同曲面拟合的优势。结合典型逆... 阐述了散乱数据点的曲面重构的方法,重构出不同结构物体的三角网表面模型。首先根据扫描点云的分布特点、疏密程度等实际情况,分析影响重构曲面的关键因素,然后按照正向设计的思想,分析零件的外形,发挥不同曲面拟合的优势。结合典型逆向软件Geomagic对曲面造型方式的特点及应用进行研究与分析。进而规划两个零件的重构路径,达到了良好效果,为复杂零件的重构提供了借鉴意义。 展开更多
关键词 曲面重构 散乱数据点 逆向工程
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NURBS曲面重构与点云-曲面误差分析 被引量:9
11
作者 吴禄慎 高红卫 孟凡文 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1131-1135,共5页
通过对某汽车零件进行光栅扫描、解相和去包裹处理,获取物体三维点云数据,对点云数据进行降噪、精简和网格化处理。然后根据点云曲率分布云图将点云数据分割成11块区域,首先对A区域点云数据进行曲面拟合,生成4×4阶均匀曲面,然后对... 通过对某汽车零件进行光栅扫描、解相和去包裹处理,获取物体三维点云数据,对点云数据进行降噪、精简和网格化处理。然后根据点云曲率分布云图将点云数据分割成11块区域,首先对A区域点云数据进行曲面拟合,生成4×4阶均匀曲面,然后对其余分块点云数据分别进行曲面拟合,最后通过曲面延伸、拼接、倒角、修剪等处理,获取物体NURBS自由曲面,总体点云-曲面误差为0.2645 mm,并且曲面间符合G1相切连续和法向曲率连续,解决了在曲率较大的地方拟合误差较大的问题,提高了曲面的重构精度。 展开更多
关键词 逆向工程 数据采集 点云分割 曲面重构 重构误差
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基于三维测量扫描线点云的表面重建 被引量:23
12
作者 周富强 李章 张广军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期619-623,共5页
由结构光测量系统获得扫描线点云,通过剔除测量方向部分冗余数据点和插补扫描方向的稀疏数据,对物体表面原始三维数据密度进行适当调整。采用基于局部切平面簇的方法对调整后的数据点云进行表面重建,建立优化函数简化网格,并采用Loop细... 由结构光测量系统获得扫描线点云,通过剔除测量方向部分冗余数据点和插补扫描方向的稀疏数据,对物体表面原始三维数据密度进行适当调整。采用基于局部切平面簇的方法对调整后的数据点云进行表面重建,建立优化函数简化网格,并采用Loop细分法平滑网格,获得描述物体表面特征的重建表面。该方法解决了由扫描线点云重建物体表面的问题。 展开更多
关键词 结构光测量系统 扫描线点云 数据密度 表面重建
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RANSAC平面估计算法在路面物体体积测量中的应用 被引量:10
13
作者 曹毓 冯莹 +1 位作者 杨云涛 陈晗 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期413-416,共4页
在利用车载单线式激光扫描仪实施路面三维重建及路面目标物体积测量的应用中,使用RANSAC平面估计算法获得了路面的0高度平面,提高了路面目标物体积计算的精度。实际测试表明,对路面上一不规则形状坑,采用注水法测量得到的坑体积为2.25 ... 在利用车载单线式激光扫描仪实施路面三维重建及路面目标物体积测量的应用中,使用RANSAC平面估计算法获得了路面的0高度平面,提高了路面目标物体积计算的精度。实际测试表明,对路面上一不规则形状坑,采用注水法测量得到的坑体积为2.25 m3,点云经优化前后计算得到的坑体积分别为1.86 m3和2.10 m3,误差分别为17.3%和6.7%,点云优化过程耗时约7 s。因此,本文的路面三维点云优化方法速度快,且三维重建效果及目标物的体积计算精度可满足实际要求。 展开更多
关键词 体积测量 点云优化 RANSAC算法 路面三维重建
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摩托车覆盖件的逆向设计 被引量:7
14
作者 程军涛 段明德 +2 位作者 刘鑫 李明利 王荣智 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第5期21-23,27,共4页
介绍了逆向工程技术的定义及工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分。摩托车覆盖件是整车造型的主体,外观质量要求高,对整车视觉效果影响很大。为了迅速准确地设计出高质量的覆盖件,首先利用LEICAT-SCAN扫描设备获... 介绍了逆向工程技术的定义及工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分。摩托车覆盖件是整车造型的主体,外观质量要求高,对整车视觉效果影响很大。为了迅速准确地设计出高质量的覆盖件,首先利用LEICAT-SCAN扫描设备获取覆盖件的点云数据,然后在CATIA中进行数据处理并进行复杂曲面重构,为后续的分析、模具设计、NC加工奠定基础。最后加工出实体模型,试验证明了该方法的可行性,极大的缩短了产品的开发周期。 展开更多
关键词 逆向工程 数据采集 点云 数据处理 曲面重构
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一种点云数据的区域分割方法 被引量:6
15
作者 董明晓 郑康平 许伯彦 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第10期38-40,共3页
在曲面重构中 ,由于激光法测量的数据密度比较大 ,而实际的曲面模型往往含有多个曲面几何特征 ,也即是由多张曲面组成的 ,如果利用“点云”数据直接进行拟合 ,则造成曲面模型的数学表示和拟合算法处理的难度加大 ,甚至无法用较简单的数... 在曲面重构中 ,由于激光法测量的数据密度比较大 ,而实际的曲面模型往往含有多个曲面几何特征 ,也即是由多张曲面组成的 ,如果利用“点云”数据直接进行拟合 ,则造成曲面模型的数学表示和拟合算法处理的难度加大 ,甚至无法用较简单的数学表达式描述曲面模型。提出了一种基于数据点曲率变化区域分割方法 ,该算法原理简单、易于理解和编程。详细地描述了该算法的基本原理和处理过程。 展开更多
关键词 曲面重构 点云数据 数据分割 曲率 逆向工程
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天线罩内廓曲面测量数据处理与重构研究 被引量:3
16
作者 季田 郭东明 +1 位作者 贾振元 康仁科 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期570-574,共5页
天线罩是保护天线在恶劣环境条件下正常工作的一种设施,属硬脆材料大型复杂曲面工件.对天线罩内廓形进行精密修磨,可改善其工作性能.其加工属于自由曲面加工.为实现精密修磨,通过测量数据重构出了天线罩的内廓面.根据测得的天线罩内廓... 天线罩是保护天线在恶劣环境条件下正常工作的一种设施,属硬脆材料大型复杂曲面工件.对天线罩内廓形进行精密修磨,可改善其工作性能.其加工属于自由曲面加工.为实现精密修磨,通过测量数据重构出了天线罩的内廓面.根据测得的天线罩内廓面离散数据,剔除坏点和重叠点后应用最小二乘法对测量型值点进行了光顺;通过数据的疏化处理,实现了测量型值点的双有序,完成了基于双三次B样条曲面的天线罩内廓曲面重构.在此基础上得到加工后内廓曲面,为数控加工中刀具轨迹的规划奠定了基础.该方法能够有效地消除测量产生的随机误差,所重构出的曲面具有精度高、光顺性好等特点. 展开更多
关键词 天线罩 内廓曲面 数据处理 曲面重构
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逆向工程中扫描数据点的曲面重构 被引量:4
17
作者 郭伟青 李际军 吴小刚 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期1160-1164,共5页
针对三维扫描数据点的曲面重构技术在实际系统中的应用,提出了一种以B样条曲面为基础的曲面构造算法。已知数据点按简明行方式排列,算法产生一个连续的B样条曲面,该曲面的参数化过程不受每行数据点分布的影响。根据所传递的候选节点矢量... 针对三维扫描数据点的曲面重构技术在实际系统中的应用,提出了一种以B样条曲面为基础的曲面构造算法。已知数据点按简明行方式排列,算法产生一个连续的B样条曲面,该曲面的参数化过程不受每行数据点分布的影响。根据所传递的候选节点矢量,采用柔性间距选择,有效地减少了控制顶点数,同时应用三维图形标准以及图形函数库,在VC++6.0平台上完成了该软件的编制。通过实际系统应用验证,该算法改进了传统曲面重构方法在处理非均匀扫描数据点时曲线曲面形状的失真和运算的不稳定现象,计算简单,易于编程实现。 展开更多
关键词 逆向工程 曲线和曲面 重构 算法
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一种基于点云数据的快速曲面重构方法 被引量:14
18
作者 梁群仙 许宏丽 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第2期237-240,共4页
研究激光扫描中的点云数据重构技术,提出一种基于规则点云数据的快速曲面重构方法。分析相邻扫描线之间数据点的相对位置关系,在三角剖分的基础上,设计改进的扫描线剖分算法,根据激光逐行扫描的特点,对点云数据进行不规则三角网格划分,... 研究激光扫描中的点云数据重构技术,提出一种基于规则点云数据的快速曲面重构方法。分析相邻扫描线之间数据点的相对位置关系,在三角剖分的基础上,设计改进的扫描线剖分算法,根据激光逐行扫描的特点,对点云数据进行不规则三角网格划分,利用几何关系进行配对构网,并在所建三角模型的基础上实现三角网格的局部优化和纹理映射,得到重建模型。实验结果表明,与传统Delaunay空间三角剖分算法相比,该算法可明显提高三角构网速度和质量,消除空洞,改善重建效果。 展开更多
关键词 激光扫描 三角构网 点云数据 纹理映射 曲面重建
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重型值点阵的样条插值统一求解算法 被引量:4
19
作者 方美娥 满家巨 +1 位作者 汪国昭 全惠云 《高校应用数学学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2006年第1期95-104,共10页
统一求解算法从分析重型值点对控制顶点的影响入手,合理修改插值样条控制顶点方程组的系数矩阵,无需以型值点为界分段求解,而是一次性求出所有控制顶点,比分段求解算法简单,并引入了光顺因子,使曲线曲面在重型值点处的光顺程度可灵活控... 统一求解算法从分析重型值点对控制顶点的影响入手,合理修改插值样条控制顶点方程组的系数矩阵,无需以型值点为界分段求解,而是一次性求出所有控制顶点,比分段求解算法简单,并引入了光顺因子,使曲线曲面在重型值点处的光顺程度可灵活控制,利用该算法还能构造出夹尖点、棱角以及平面片的复杂曲面. 展开更多
关键词 复杂曲线曲面插值 分段求解算法 统一求解算法 重型值点 重节点 控制顶点
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实物逆向工程中的关键技术及其最新发展 被引量:25
20
作者 陈宏远 刘东 《机械设计》 CSCD 北大核心 2006年第8期1-5,共5页
逆向工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。在各工业领域有广泛的应用。总结了逆向工程中的数据获取、数据预处理、曲面重建等主要技术,分析了一些比较典型的方法,并就其在国内、外最新... 逆向工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。在各工业领域有广泛的应用。总结了逆向工程中的数据获取、数据预处理、曲面重建等主要技术,分析了一些比较典型的方法,并就其在国内、外最新的研究进展进行了介绍。 展开更多
关键词 逆向工程 数据获取 数据预处理 曲面重建
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