文档介绍：硕士学位论文学科ㄒ——盐簋墼堂学北大指导教师一．鏖室生一专业技术职务——童邀叠曼西题目基士艘里鲢．：叁垂熬握三箜重建选盔盟悫作者叠重叠答辩日期学位授予日期二零零六年六月单位代码：分类号密级号：一
基于强的点云数据三维重建技术研究论文题目：专业：硕士生：指导教师：计算数学郭丽霞康宝生教授摘要┟随着三维数据采样技术和硬件设备的长足发展和计算机图形对于真实性、实时性要求的日益增强，点云数据的曲面重建已经成为蚦攘煊虻研究热点之一．作为点云数据插值的重要工具之一，奖硎疚G嬷亟ā光顺、融合等许多问题提供了一个统一的框架．但由于馓ǖ募扑懔看螅限制了重建速度和可处理的点云数据规模．鉴于此，众多学者做了大量的工作．本文在总结径向基函数插值理论和对比已有重建算法的基础上，就点云数据的重建问题进行了研究，其主要工作如下：芙崃薘插值理论以及插值问题有解的充分条件和基于正则化理论的既能精确插值点云数据又能逼近有噪点云数据的一个统一的砌强模型．岢龌诎瞬媸骺占涞莨榉指畹牡阍剖萜龅亟ǚ椒ǎ椒ㄊ紫榷允据点云进行空间分割，建立相应的八叉树拓扑关系，然后在八叉树的每个叶结点，构造插值或逼近属于该结点的数据点的．断蚧捎谡馐敝亟ㄖ在八叉树的叶结点进行，降低了方程组系数矩阵的阶数，从而能够在合理的时间内重建大规模的数据点集．较之薄板基函数，猳径向基的减函数性质改善了系数矩阵状况进而加快了重建的速度；重建时间与约束点数几乎呈线性关系，不会随约束点增加而激增；从重建结果看，霞建曲面既保持了局部细节又保证了全局光滑；通过分析基函数中两个光滑因子万和胫亟ㄇ婀饣缘墓叵表明，两参数的增加，增强了断蚧牧榛钚裕悄芩惴ㄓ肭嬷亟ɡ砺劢岷希鲆恢只谖⒅秩阂糯惴ǖ腞神经网络曲面重建方法．方法首先建立基于函数逼近理论的三层豪神经
网络模型，并将表示曲面的映射关系存储于网络的联接权值中，然后用微种群遗传算法完成神经网络的训练，确定权值向量，并将该网络模型应用于显式和隐式曲面的重建．摹篎定性保证重建问题解的存在性．微种群遗传算法通过“起动，再起动”过程，使网络既可避免早熟收敛，又有较快的收敛速度．神经网络具有很强的容错性和泛函逼近能力．数值实验表明，该模型适合于散乱数据的光滑插值和缺陷表面的局部修复．关键词：隐式曲面，曲面重建，点云数据，啾淞坎逯担琈—断蚧函数，八叉树递归分割，微种群遗传算法，琑神经网络，等值面抽取
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枷彳年，月多日指导教师签名：吒倦‘《西北大学学位论文知识产权声明书西北大学学位论文独创性声明南丽霞学位论文作者盘名：郭丽年拢Ⅻ·拜，月多日学位论文作者签名：本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北大学。保密论文待解密后适用本声明。本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
第一章绪论逆向工程和曲面重建技术．阍剖莼袢．嫦蚬こ逆向工程甊又称反向工程或反求工程，是随计算机技术的发展和成熟及数据测量技术的进步而迅速发展起来的一门新兴学科与技术．它是在无图纸或图纸不完整以及无Ｐ偷那榭鱿拢酉钟胁纺Ｐ突实物模型，利用数字化及计算机辅助设计技术转化为工程设计模型或概念模型的过程．在工程技术人员的一般概念中，传统的正向设计过程是一个从无到有的过程．如产品设计，设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程中，完成其整个设计制造周期，而逆向工程可以认为是一个从有到无的过程．简单地说，逆向工程就是从已有的零件或已经存在的模型入手，首先通过测量扫描等先进的数字化处理手段获得实物信息从靡桓雠哟蟮娜莸阍评幢硎菊隽件或实物模型缓罄弥亟ḿ际蹩焖僮既返亟⑹Ｐ停詈笤僭诠こ谭析基础上，数控加工出成品或者模具后制成成品的过程．从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了，早期的船舶工业中常用的船体放样设计就是逆向工程的很好实例．