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点云驱动的计算机图形学综述 被引量:37
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作者 伍龙华 黄惠 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1341-1353,共13页
点云是分布在三维空间中的离散点集,也是对物体表面信息的离散采样.三维扫描技术的迅速发展使得点云数据的获取更加简单方便,而点云驱动的计算机图形学在逆向工程、数字城市、文物保护、智能机器人等领域日益彰显其广阔的应用前景.文中... 点云是分布在三维空间中的离散点集,也是对物体表面信息的离散采样.三维扫描技术的迅速发展使得点云数据的获取更加简单方便,而点云驱动的计算机图形学在逆向工程、数字城市、文物保护、智能机器人等领域日益彰显其广阔的应用前景.文中简要介绍了近年来计算机图形学围绕点云在数据获取、采样处理、渲染表示和几何建模4个方面的主要工作,展示了这一新兴领域的研究现状和发展趋势,并探讨了未来有潜力的研究方向. 展开更多
关键词 点云 三维扫描 配准 骨架提取 渲染 曲面重建 动态建模
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三维点集的自动表面重构算法 被引量:22
2
作者 郑顺义 苏国中 张祖勋 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期154-157,共4页
提出了一种基于透视约束利用离散三维空间点重建三维表面模型的方法,该方法充分利用摄影测量 以及激光扫描等三维测量技术中隐含的透视关系,将离散点划分到不同的投影面,在局部利用二维三角网构 网技术构建三角网,然后在考虑局部三... 提出了一种基于透视约束利用离散三维空间点重建三维表面模型的方法,该方法充分利用摄影测量 以及激光扫描等三维测量技术中隐含的透视关系,将离散点划分到不同的投影面,在局部利用二维三角网构 网技术构建三角网,然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型。该方法可以利用 近景摄影测量处理产生的三维景物点或激光扫描仪采集的三维空间点自动构造三维表面模型,重建物体三 维表面。实验结果表明,该算法是有效的。 展开更多
关键词 三维TIN 不规则三维离散点 透视约束 三维表面重建
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基于体素化网格下采样的点云简化算法研究 被引量:26
3
作者 袁华 庞建铿 莫建文 《电视技术》 北大核心 2015年第17期43-47,共5页
针对三维点云数据冗余量大、重建时间长、效率低等问题,提出一种基于体素化网格下采样的点云简化算法。该算法首先求出点云数据集的最小三维长方体包围盒,把点云数据划分进三维体素栅格中去;其次计算点云的k邻域,进行曲面法向量估计;然... 针对三维点云数据冗余量大、重建时间长、效率低等问题,提出一种基于体素化网格下采样的点云简化算法。该算法首先求出点云数据集的最小三维长方体包围盒,把点云数据划分进三维体素栅格中去;其次计算点云的k邻域,进行曲面法向量估计;然后,在三维体素栅格中选择满足要求的数据点,实现点云下采样;最后,调用Power Crust对下采样点云数据进行曲面重建,在三维可视化类库Visualization Toolkit(VTK)进行显示。实验结果表明,该算法能够加快三维点云数据的重建速度,较好地保持了点云特征,提高曲面重建的效率和鲁棒性,适合实时处理。 展开更多
关键词 三维点云 体素化栅格 点云简化 Power CRUST 曲面重建
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基于三维TIN的精细表面建模方法 被引量:15
4
作者 李逢春 龚俊 王青 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2006年第8期159-161,共3页
对现有三维不规则三角网(3DTIN)生成算法作了简要分类,回顾和评价了各类典型方法的优缺点和适用性,然后在此基础上提出了一种融合雕刻算法和生长算法优势的合成算法,给出了相应的数据结构。算法基于表面三角形任意一边的邻域结构,采用... 对现有三维不规则三角网(3DTIN)生成算法作了简要分类,回顾和评价了各类典型方法的优缺点和适用性,然后在此基础上提出了一种融合雕刻算法和生长算法优势的合成算法,给出了相应的数据结构。算法基于表面三角形任意一边的邻域结构,采用加权最小长度准则实现表面的快速生长。应用实例表明,算法可以重构具有任意拓扑的复杂表面,并且重构的三角网格表面与被采样的物体表面拓扑差别最小。 展开更多
关键词 三维TIN 表面重构 3D DELAUNAY 三维可视化
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数字化人体表面三维重建及显示的有关问题 被引量:10
5
作者 樊继宏 赵卫东 +4 位作者 黄文华 吴玉鹏 唐雷 原林 钟世镇 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2002年第5期338-340,共3页
目的 :探讨使用切片技术建模的“虚拟人体”图库 ,重建人体三维图像的表面形状。方法 :在目前通用的个人计算机装备上 ,结合计算机的视觉、数据存储、图形学和数字图像处理等技术 ,重建人体表面三维图像。结果 :在大图库基础上建立了小... 目的 :探讨使用切片技术建模的“虚拟人体”图库 ,重建人体三维图像的表面形状。方法 :在目前通用的个人计算机装备上 ,结合计算机的视觉、数据存储、图形学和数字图像处理等技术 ,重建人体表面三维图像。结果 :在大图库基础上建立了小图库 ,减少了数据量 ;通过滤镜除去噪点 ,提取边界 ;确定可见边界点 ,消除冗余边界点 ;构成前视冠状图 ;将静态显示制成动画 ;用实时计算显示 ,解决可控问题。结论 :探讨了变处理大图库大数据量为小图库小数据量 ,建立表面三维要素数据库 ,减少计算机的计算量 ,加速三维重建及显示的过程 ,对未来“虚拟中国人”应用有较宽广的覆盖面。 展开更多
关键词 数字化人体 表面三维重建 计算机技术 切片技术
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基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法 被引量:16
6
作者 贾军辉 黄明 刘祥磊 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期281-290,共10页
随着三维激光扫描技术应用领域的不断拓展,对点云数据三维建模的需求越来越迫切。曲面重建技术作为三维建模的核心技术之一,在逆向工程、计算机视觉、计算机制图以及虚拟现实等技术领域都有着非常广泛的应用前景。本文提出一种基于三维... 随着三维激光扫描技术应用领域的不断拓展,对点云数据三维建模的需求越来越迫切。曲面重建技术作为三维建模的核心技术之一,在逆向工程、计算机视觉、计算机制图以及虚拟现实等技术领域都有着非常广泛的应用前景。本文提出一种基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法,其本质是一种结合了曲面生长算法思想的贪心算法,即在一定约束条件下,按照最优三角形选择标准,算法从预先构建好的三维狄洛尼三角网中,逐个筛选出最优三角形添加到生长曲面上,最终输出由一系列显式三角形所组成的流形曲面。这种方法对比目前主流的隐式曲面重建算法具有参数依赖性较小、不需要计算法线等优点,并且能够重建地形扫描、建筑物扫描和精细化扫描的点云模型。利用此算法对多种点云模型进行曲面重建试验,结果表明该算法生成曲面质量好、重建效率高、实用性强,能够很好地应用于三维建模领域。 展开更多
关键词 三维建模 三维狄洛尼三角网 贪心算法 曲面重建
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基于阴影的三维表面重构技术的概述 被引量:2
7
作者 俞鸿波 赵荣椿 王兵 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第10期30-33,共4页
三维表面重构是计算机视觉的主要任务之一。已经发展了各种各样的重构技术,其中利用单幅图像中物体表面明暗变化来恢复其表面形状的技术尤其引人注目,这不仅因为该技术简单易于实现,更重要的是它适用于各种其它方法难以应用的场合,例如... 三维表面重构是计算机视觉的主要任务之一。已经发展了各种各样的重构技术,其中利用单幅图像中物体表面明暗变化来恢复其表面形状的技术尤其引人注目,这不仅因为该技术简单易于实现,更重要的是它适用于各种其它方法难以应用的场合,例如,在机载、星载、弹载环境中的利用。论文从SFS问题的研究背景出发,介绍并分析这方面的一些重要进展,通过对各种重构方法的分析与比较,提出SFS问题的研究发展趋势和一些值得研究的方向。 展开更多
关键词 从明暗恢复形状 三维表面重构 正则化 朗伯体反射模型 病态问题 遮挡边界
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三维医学图像MT表面重建的相关性处理及模型简化 被引量:6
8
作者 秦绪佳 欧宗瑛 +3 位作者 纪凤欣 吴良武 张勇 侯建华 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期398-403,共6页
针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗... 针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗余 ;实现了网格简化的边收缩算法 ,并对由MT算法生成的表面模型进行了简化处理。模型经简化 90 % ,依然能较好地保持原模型的特征。 展开更多
关键词 三维医学图像 表面重建 MT算法 相关性 模型简化
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基于单目图像序列的铸件三维重建方法 被引量:14
9
作者 张洪鑫 王明珠 +1 位作者 仇浩然 姜金刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期2799-2803,2814,共6页
为了实现基于机器视觉的铸件毛刺自动检测与识别,提出了一种基于单目视觉的铸件三维重建方法。利用单目相机对目标进行无标定多角度旋转拍摄,获得一组单目图像序列;运用"两步匹配法"优化相邻图像特征点的匹配,剔除大量误匹配... 为了实现基于机器视觉的铸件毛刺自动检测与识别,提出了一种基于单目视觉的铸件三维重建方法。利用单目相机对目标进行无标定多角度旋转拍摄,获得一组单目图像序列;运用"两步匹配法"优化相邻图像特征点的匹配,剔除大量误匹配点,提高特征点匹配效率。对三维重建的点阵进行泊松表面重建,细化了铸件三维表面的细节。实验结果表明,该方法装置简单,无需对相机与目标的相对位置进行预先标定,能有效地恢复铸件三维表面的细节特征。该方法适用于机械加工环境下零件的三维表面重建。 展开更多
关键词 三维重建 单目视觉 特征点匹配 泊松表面重建
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基于三维激光点云的矿区建筑物形变特征提取方法 被引量:13
10
作者 孙杰 李亮 曹兴砚 《激光杂志》 北大核心 2019年第4期36-40,共5页
三维激光扫描技术在近年来采空区地表建筑物变形监测中的应用日益频繁。但因其所获取的数据量巨大,如何从众多的点云数据中提取出研究对象的形变信息应当是当下研究的重点。文章以安居三中校区楼房为例,借由三维激光扫描技术获取多期点... 三维激光扫描技术在近年来采空区地表建筑物变形监测中的应用日益频繁。但因其所获取的数据量巨大,如何从众多的点云数据中提取出研究对象的形变信息应当是当下研究的重点。文章以安居三中校区楼房为例,借由三维激光扫描技术获取多期点云数据,并进行配准、滤波、抽稀等数据预处理工作;利用Geomagic系列软件对点云进行曲面重构,建立NURBS模型(非均匀有理B样条曲线);计算模型与点云数据间的3D、2D偏差,得到不同期数据间的空间位置变化,最终提取出建筑物水平变形值与倾斜值两项形变信息。在研究最后,加入实测值与理论规律的对比,证明该方法具有一定的可靠性和实用价值。 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云数据处理 曲面重构 建筑物变形监测
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图像三维重建法在震损建筑实体建模中的应用研究 被引量:12
11
作者 霍林生 张耀文 李宏男 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期113-118,共6页
震损建筑的震害研究对于建筑的震后安全评估具有重要作用,然而目前仅基于二维震害图像的方法,难以满足对建筑整体震损状况认识的需求。提出了应用图像三维重建法对震损建筑进行实体建模,实现震损建筑的三维模型重建。首先围绕建筑拍摄... 震损建筑的震害研究对于建筑的震后安全评估具有重要作用,然而目前仅基于二维震害图像的方法,难以满足对建筑整体震损状况认识的需求。提出了应用图像三维重建法对震损建筑进行实体建模,实现震损建筑的三维模型重建。首先围绕建筑拍摄一系列图像,然后依次应用由运动恢复结构方法进行稀疏重建、多视图立体视觉方法进行密集重建,经尺度变换后,再用泊松表面重建方法进行表面重建,最后通过纹理映射方法重建出真实感强的三维模型。试验分析表明,方法对建筑的重建误差仅为1.5%,能够较好地满足整体震害研究的需要。 展开更多
关键词 图像三维重建 震损建筑 三维建模 多视图立体视觉 泊松表面重建
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基于多视图立体视觉的沙堆三维尺寸测量研究 被引量:12
12
作者 陈辉 杨剑 +2 位作者 黄晓铭 裴琴 黄梅丽 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期403-408,共6页
利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的... 利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的稠密重建算法重新生成稠密的三维点云,再利用泊松算法对密集点云进行三维曲面重建;最后获得模型的三维尺寸信息。对某建筑工地的沙堆进行了三维尺寸的测量实验,实验结果验证了该方法的有效及可行性,提高了重建能力及精度,同时考虑了目标实际测量误差与重建误差,能够满足实际智能测量的应用需求。 展开更多
关键词 计量学 多视图立体视觉 三维尺寸测量 沙堆 运动恢复结构 曲面重建
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基于自旋图的三维自动目标识别 被引量:12
13
作者 刘瑶 马杰 +2 位作者 赵季 田金文 熊凌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期543-548,共6页
将三维表面匹配领域的自旋图(spin-images)方法运用于扫描激光雷达自动目标识别中,基于自旋图特征,提出了平均最大相似性度量、候选对应关系数目、几何一致性筛选后对应关系数目、分组筛选后最大组的对应关系数目这4个识别指标,并将其... 将三维表面匹配领域的自旋图(spin-images)方法运用于扫描激光雷达自动目标识别中,基于自旋图特征,提出了平均最大相似性度量、候选对应关系数目、几何一致性筛选后对应关系数目、分组筛选后最大组的对应关系数目这4个识别指标,并将其组合构成组合识别准则,从而进行三维目标识别。同时针对实际应用需求,进一步研究了点云空间分辨率、激光雷达测距误差以及遮挡对目标识别率的影响,为激光雷达三维目标识别系统的设计提供了参考。 展开更多
关键词 三维目标识别 自旋图 点云 表面重建
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基于隔行扫描奇偶场图像的动态物体三维面形测量 被引量:12
14
作者 曹森鹏 张启灿 +2 位作者 王庆丰 侯志凌 李雯 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期225-229,共5页
在基于傅里叶变换轮廓术(FTP)的动态物体三维面形测量中,选用隔行扫描CCD相机记录动态图像,由于其一帧中两场图像时间上的分离性,导致帧图像错位模糊,使测量误差增大甚至产生错误。针对这一问题,提出利用隔行扫描CCD获取动态物体的错位... 在基于傅里叶变换轮廓术(FTP)的动态物体三维面形测量中,选用隔行扫描CCD相机记录动态图像,由于其一帧中两场图像时间上的分离性,导致帧图像错位模糊,使测量误差增大甚至产生错误。针对这一问题,提出利用隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,各自直接利用FTP重建物体面形的新方法。理论分析得出单场图像与准确的满帧图像重建物体三维面形是完全相同的结论;仿真及实验结果都表明该方法的有效性。该方法既保持了原有准确帧图像的重建精度,又使整个测量系统的时间分辨率提高了1倍;实现简单快捷。 展开更多
关键词 动态测量 傅里叶变换轮廓术 三维面形重建 隔行扫描CCD
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基于shape from silhouette方法的虚拟人体构造 被引量:4
15
作者 沈军行 孙守迁 +1 位作者 黄琦 潘云鹤 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2002年第10期1089-1093,共5页
逼真的人体三维模型 (虚拟人体 )在产品设计、计算机动画、虚拟现实等领域都有着广泛的需求 .为此 ,提出了一种基于 shape from silhouette的人体三维模型构造方法 .该方法所需要的器材只是一个普通的数码相机 ,通过从不同角度对人体进... 逼真的人体三维模型 (虚拟人体 )在产品设计、计算机动画、虚拟现实等领域都有着广泛的需求 .为此 ,提出了一种基于 shape from silhouette的人体三维模型构造方法 .该方法所需要的器材只是一个普通的数码相机 ,通过从不同角度对人体进行拍摄 ,然后经过摄像机定标、体积生成、表面重建、纹理映射后就可重建出逼真的人体三维模型 .实验结果表明 ,此方法精度较高 ,整个过程简单快捷 ,是一种非常实用的方法 . 展开更多
关键词 虚拟人体 三维重建 ShapeFromSilhouette 表面重建 纹理映射 计算机动画 人体三维模型 产品设计 虚拟现实
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采用激光扫描点云拟合自由曲面的重构特性研究 被引量:10
16
作者 张玉香 张兴军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期351-355,共5页
三维激光扫描仪可快速获取物体表面离散点云,研究了离散点云曲面拟合以及提高曲面品质的方法。讨论了控制点、曲面阶次、节点数等因素对曲面重构精度的影响,控制顶点的增减与位置改变直接导致重构曲面控制网格的变化和曲面拟合精度,对... 三维激光扫描仪可快速获取物体表面离散点云,研究了离散点云曲面拟合以及提高曲面品质的方法。讨论了控制点、曲面阶次、节点数等因素对曲面重构精度的影响,控制顶点的增减与位置改变直接导致重构曲面控制网格的变化和曲面拟合精度,对于百万点云数量,剖分为100个四边域面片,选用60~80个控制点比较适宜。通过提高曲面拟合阶次和节点数,可有效提高曲面重构精度,当曲面阶次为4×4,节点数为5×5,光顺系数为0.7000时,曲面-点云最大偏差为0.0408 mm。 展开更多
关键词 三维激光扫描 自由曲面重建 曲面-点云误差 光顺性
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基于等高线特性的三维表面重建方法的研究 被引量:10
17
作者 黄培之 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期668-672,共5页
研究了相邻等高线形状的变化规律,得出相邻等高线形状变化具有相似性的结论,而决定这种相似性的根本因素是相邻等高线之间的三维地形高程起伏变化的自然情况。以该规律为理论依据,研究出了一种基于等高线相似性变化特性的三维表面重建... 研究了相邻等高线形状的变化规律,得出相邻等高线形状变化具有相似性的结论,而决定这种相似性的根本因素是相邻等高线之间的三维地形高程起伏变化的自然情况。以该规律为理论依据,研究出了一种基于等高线相似性变化特性的三维表面重建方法。实验结果表明,该方法能够充分利用等高线所含有的地形高程信息,较好地实现三维表面重建。 展开更多
关键词 等高线 三维重建 相似性 势能场
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基于机器视觉的金刚线表面质量检测 被引量:11
18
作者 刘明宇 佃松宜 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期920-926,共7页
针对电镀金刚线质量品控难度大、成本高等问题,首次研制了一种基于机器视觉的金刚线离线表面质量检测系统.文中介绍了金刚线质量检测系统的结构组成,对用于评价金刚线质量情况的常用性能指标的相关算法实现进行了详细描述,并以平铺图的... 针对电镀金刚线质量品控难度大、成本高等问题,首次研制了一种基于机器视觉的金刚线离线表面质量检测系统.文中介绍了金刚线质量检测系统的结构组成,对用于评价金刚线质量情况的常用性能指标的相关算法实现进行了详细描述,并以平铺图的方式在一定程度上不加以验证的还原了金刚线的三维表面形貌.最后,根据设计制作实物并进行测试,结果表明,出刃率计算精度达93.2%,出刃高度计算精度达92.9%,满足金刚线质量检测评价的要求,在提高检测效率的同时降低检测难度. 展开更多
关键词 机器视觉 金刚线 表面质量检测 三维表面重建
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反求工程中的三维表面重建技术 被引量:3
19
作者 周赫赫 颜永年 +1 位作者 单忠德 梁剑江 《铸造技术》 CAS 北大核心 2001年第5期13-15,共3页
对反求工程、三维表面重建的概念和几种三维表面重建的常用方法作了系统的介绍 ;对几个实例进行了表面重建。目前三维表面重建已成为研究的热点 ,其应用将为企业的新产品开始提供有效手段。
关键词 反求工程 表面重建 CAD
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逆向工程关键技术的研究与应用 被引量:9
20
作者 李建华 张瑞 《制造业自动化》 北大核心 2008年第6期1-4,18,共5页
随着逆向工程技术的不断发展,其应用领域也日益广泛。文章阐述了逆向工程的基本概念、数据采集、数据处理、模型重建、模型精度分析等关键技术及其在国内外的最新发展,并介绍了几种主要的商用逆向造型软件。
关键词 逆向工程 数据采集 数据预处理 模型重建 逆向软件
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