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基于TSDF模型的点云孔洞修复方法 预览
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作者 宋文龙 李双 +2 位作者 张永超 谢冰 王琢 《黑龙江大学自然科学学报》 2018年第1期102-106,共5页
深度摄像头的点云集合一般存在黑色孔洞闪烁的现象,在识别机械臂静态目标抓取时,点云集合数据的关键位置的体素不规则出现,就会对目标中心点的识别造成无法修正的偏差。因此,引入多个点云集合累积的思想,提出了一种基于TSDF模型的点云... 深度摄像头的点云集合一般存在黑色孔洞闪烁的现象,在识别机械臂静态目标抓取时,点云集合数据的关键位置的体素不规则出现,就会对目标中心点的识别造成无法修正的偏差。因此,引入多个点云集合累积的思想,提出了一种基于TSDF模型的点云孔洞修复算法。在图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)中构建长宽高都是512体素的截断符号距离函数(Truncated Signed Distance Function,TSDF)模型,给定深度摄像头相对于世界坐标系的初始位姿,便可以得到相机坐标系到世界坐标系的坐标变换矩阵。根据当前图像坐标点的深度值和模型体素值,动态计算权值,更新模型,经过多次迭代,从而形成稳定的点云坐标集合。实验结果表明,所提出的算法应用在机械臂静态目标抓取后,被识别目标中心点重定位精度误差在2.0 mm内,机械臂抓取目标的成功率显著提高。由于模型在GPU中构建,并不会降低计算机工作性能。所提算法在修复方面的可靠性强于常规修复算法,对于颜色复杂的物体和对于没有彩色图像的深度摄像头依然适用。 展开更多
关键词 点云孔洞 孔洞修复 TSDF模型 GPU加速
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一种基于自适应移动曲面法的无人机三维点云孔洞修补 预览
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作者 甘洋 罗路长 《江西科学》 2018年第1期156-160,共5页
针对无人机影像构建的三维模型中建筑物边角处存在孔洞的问题,提出一种基于移动曲面法的孔洞修补方法。首先,利用Delaunay三角构网识别出孔洞区域边界,然后通过分级扇形确定自适应邻域范围,最后根据相邻点云的信息采用自适应移动曲面法... 针对无人机影像构建的三维模型中建筑物边角处存在孔洞的问题,提出一种基于移动曲面法的孔洞修补方法。首先,利用Delaunay三角构网识别出孔洞区域边界,然后通过分级扇形确定自适应邻域范围,最后根据相邻点云的信息采用自适应移动曲面法插值得到缺损处点值,进行曲面拟合,从而达到修复孔洞的目的。实验结果表明该方法修补后的建筑物可有效恢复孔洞区域的空间结构,相比传统的移动曲面法,孔洞修复效果更优,能满足后续建模的需要。 展开更多
关键词 三维孔洞 DELAUNAY三角网 移动曲面 自适应 孔洞修复
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基于点云增强优化的泊松重建算法 预览
3
作者 刘涛 高媛 +1 位作者 秦品乐 王丽芳 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期940-943,948共5页
为了提高大规模散乱点云的重建精度和效率,针对泊松算法在实际工程应用过程中产生的数据空白现象以及不能很好地捕捉重建表面局部细节的缺陷提出了改进。通过对采样点中的异常点进行详细分析,根据分析结果进行相应的降噪后处理,利用... 为了提高大规模散乱点云的重建精度和效率,针对泊松算法在实际工程应用过程中产生的数据空白现象以及不能很好地捕捉重建表面局部细节的缺陷提出了改进。通过对采样点中的异常点进行详细分析,根据分析结果进行相应的降噪后处理,利用双三次样条插值方程拟合曲面,能够很好地修复孔洞,解决点云模型全局偏移的问题,形成新的采样点,采用最小二乘法精确计算并调整了点云数据法向量;实验解决了传统算法重建的面片质量问题,使重建出的表面细节更加显著。实验结果表明,该方法具有良好的适用性,具有较高的重建效率和精度。 展开更多
关键词 点云重建 双三次样条插值方程 最小二乘法 泊松方程 隐式曲面 孔洞修复
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人体模型网格孔洞的快速修复方法 预览
4
作者 刘世凡 梁晋 董波 《西安交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期37-42,共6页
针对人体扫描模型中大面积复杂孔洞难以快速修复的问题,提出了一种人体模型网格孔洞的快速修复方法。首先,采用最小内角迭代推进原则,利用孔洞顶点周边的聚拢信息对顶点的原法向量进行加权修正;其次,结合原始插入向量与局部Taubin曲率... 针对人体扫描模型中大面积复杂孔洞难以快速修复的问题,提出了一种人体模型网格孔洞的快速修复方法。首先,采用最小内角迭代推进原则,利用孔洞顶点周边的聚拢信息对顶点的原法向量进行加权修正;其次,结合原始插入向量与局部Taubin曲率建立权函数,并通过局部平面极坐标转换获取权函数值最小时最优的新增点空间坐标,使得新增面片在保持较多特征的同时又可以快速聚拢;然后,根据以上关键技术,利用VS2013开发了孔洞修复软件;最后,利用快速人体扫描系统扫描人体的不同部位,对网格模型中的各类孔洞进行修复,并与传统算法进行了对比。实验结果表明,提出的算法能够在30s内快速修复人体扫描模型中上百个孔洞,能够高效地完成对大面积复杂孔洞的修补,生成的三角面片形状规则、过渡光顺且保持了局部特征,对因人为操作或信息缺失所致的孔洞都有良好的修复效果,为三维人体模型的修复提供了一种有效算法。 展开更多
关键词 网格模型 孔洞修复 人体扫描 权函数
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基于改进三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法 预览
5
作者 何东健 牛金玉 +2 位作者 张子儒 郭阳阳 谭益 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期225-231,共7页
奶牛三维点云包含的尺寸和体型等信息对奶牛体型评价、尺寸测量和健康评定等具有重要意义。在奶牛活动场和挤奶间栏杆通道获取奶牛点云时,由于栏杆遮挡导致获取的点云缺失区域较大,严重影响奶牛三维建模精度。为了修复缺失的大区域点云... 奶牛三维点云包含的尺寸和体型等信息对奶牛体型评价、尺寸测量和健康评定等具有重要意义。在奶牛活动场和挤奶间栏杆通道获取奶牛点云时,由于栏杆遮挡导致获取的点云缺失区域较大,严重影响奶牛三维建模精度。为了修复缺失的大区域点云,提出一种基于三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法。该方法先对Kinect v2传感器获取的奶牛点云进行预处理,去除周围环境背景,然后沿点云坐标系x轴方向对提取的奶牛点云进行切片投影处理,对每个切片点列中间距较大的相邻点进行补点,再用三次B样条曲线进行拟合。在试验分析补点操作中参数h和L较优取值的基础上,对45头荷斯坦奶牛共225帧点云进行修复试验。结果表明,所提方法比三次B样条方法修复得到的点云均匀性和逼近性能更好,平均帧逼近误差降低了26.7%,为大面积点云缺失修复提供了有效方法。 展开更多
关键词 奶牛 三维点云 孔洞修复 三次B样条曲线 拟合
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植物叶片点云三角剖分与分割的集成算法 预览
6
作者 熊威 赵慧洁 +1 位作者 李旭东 姜宏志 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第8期2524-2526,共3页
对植物叶片点云进行三角剖分建立高精度植物叶片模型,对于开展植物冠层结构分析等研究具有重要意义。由三维扫描技术获得的植物叶片点云呈破碎状且空间重叠大、离群点多,传统三角剖分算法的剖分结果不佳。对传统的基于区域生长的三角... 对植物叶片点云进行三角剖分建立高精度植物叶片模型,对于开展植物冠层结构分析等研究具有重要意义。由三维扫描技术获得的植物叶片点云呈破碎状且空间重叠大、离群点多,传统三角剖分算法的剖分结果不佳。对传统的基于区域生长的三角剖分算法进行改进,在三角剖分的同时对不连续点云进行分割;并对点云内部孔洞进行修复。利用改进后算法对含有大量离群点的植物叶片点云进行三角剖分,结果表明,所提出的算法在完成点云三角剖分和分割的同时剔除了离群点的干扰,提取得到的点云边界及内部孔洞的修复,能满足植物建模中叶片重构的要求;该算法也对不连续物体表面的重构建模提供了有意义的参考。 展开更多
关键词 散乱点云 三角剖分 点云分割 孔洞修复
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基于变分水平集的三维模型复杂孔洞修复 预览
7
作者 张婧 周明全 耿国华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期1254-1257,共4页
针对三维模型重建后存在大量复杂孔洞的问题,提出一种孔洞修补算法。首先构造符号距离函数,孔洞所在曲面用静态符号距离函数的零水平集表达,另一动态符号距离函数表示初始曲面;借助隐式曲面上的变分水平集,引入全局凸优化能量模型... 针对三维模型重建后存在大量复杂孔洞的问题,提出一种孔洞修补算法。首先构造符号距离函数,孔洞所在曲面用静态符号距离函数的零水平集表达,另一动态符号距离函数表示初始曲面;借助隐式曲面上的变分水平集,引入全局凸优化能量模型,通过对其极小化诱导,将提取孔洞边缘的问题转换为维体上隐式曲面的演化过程;最后以提取到的孔洞边缘曲面作为初始观察面,通过卷积和合成两个交替的步骤进行体素扩散完成孔洞修补。实验表明该算法能够有效恢复复杂孔洞区域的显著几何特征,且适用于含有网格较多模型的孔洞修复。 展开更多
关键词 符号距离函数 变分水平集方法 卷积合成 体素扩散 孔洞修复
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曲面细节特征保持的三维模型孔洞修复方法 预览 被引量:6
8
作者 刘震 王艳宾 +1 位作者 白丽丽 缪永伟 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2052-2059,共8页
针对三维破损模型, 提出一种能够有效恢复模型孔洞区域细节特征的曲面修复方法. 首先检测并匹配破损模型孔洞区域周边的特征线; 然后利用动态规划方法构建模型孔洞区域的基曲面; 再根据匹配特征线信息, 利用区域分层收缩策略从孔洞区域... 针对三维破损模型, 提出一种能够有效恢复模型孔洞区域细节特征的曲面修复方法. 首先检测并匹配破损模型孔洞区域周边的特征线; 然后利用动态规划方法构建模型孔洞区域的基曲面; 再根据匹配特征线信息, 利用区域分层收缩策略从孔洞区域边界开始向区域中心逐层添加曲面细节; 最后引进带特征线约束的双拉普拉斯系统恢复孔洞区域的显著几何特征. 实验结果表明, 该方法能够有效地修补破损模型孔洞区域并恢复其曲面细节. 展开更多
关键词 细节保持 孔洞修复 特征线 动态规划 分层收缩策略
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复杂形态孔洞的网格模型修复 预览
9
作者 袁天然 程筱胜 孙全平 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1669-1675,共7页
为了满足实际工程应用对复杂形态孔洞修复的需要,模拟拉链闭合原理,并基于局部最优化的权值规则和曲面最小能量值特性的k阶离散欧拉 拉格朗日方程,提出了一种具有C^0~C^2连续的网格模型修复架构。实验结果表明,该孔洞修复架构能有效地... 为了满足实际工程应用对复杂形态孔洞修复的需要,模拟拉链闭合原理,并基于局部最优化的权值规则和曲面最小能量值特性的k阶离散欧拉 拉格朗日方程,提出了一种具有C^0~C^2连续的网格模型修复架构。实验结果表明,该孔洞修复架构能有效地对复杂孔洞边界进行C^0~C^2连续修复。 展开更多
关键词 三角网格 孔洞修复 复杂孔洞剖分 孔洞修补
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一种基于曲线拟合方法在建筑物垂直面点云孔洞修复中的应用 被引量:1
10
作者 孟庆年 郑德华 夏佳毅 《勘察科学技术》 2015年第1期40-43,共4页
在使用三维激光扫描仪对建筑物进行扫描时,往往由于外界条件的干扰,形成了一些孔洞。在三维曲面重构过程中,要得到完整曲面的模型就必须对点云中的孔洞进行修复。传统的方法有多项式拟合,通过构造函数曲面最佳逼近点云求出曲面模型,然... 在使用三维激光扫描仪对建筑物进行扫描时,往往由于外界条件的干扰,形成了一些孔洞。在三维曲面重构过程中,要得到完整曲面的模型就必须对点云中的孔洞进行修复。传统的方法有多项式拟合,通过构造函数曲面最佳逼近点云求出曲面模型,然后进行内插达到孔洞拟合修复的目的。该文使用曲线拟合方法对点云在二维平面上的投影进行拟合,然后将拟合的曲线恢复到三维空间中,从而达到孔洞拟合修复的目的。通过与多项式方法对比,曲线拟合方法的效果更佳。 展开更多
关键词 孔洞修复 多项式拟合 曲线拟合 建筑物垂直面
基于特征线的三维模型孔洞修复方法 预览 被引量:3
11
作者 刘震 白丽丽 缪永伟 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期346-349,共4页
三维模型的孔洞修复是数字几何处理中的一个重要问题.首先利用耳切三角化技术,提出了针对三维模型孔洞的一种基曲面构建方法.然后利用孔洞周围探测得到的特征线的信息来恢复孔洞区域的细节.对于孔洞区域的三角形,根据特征线确定的细分... 三维模型的孔洞修复是数字几何处理中的一个重要问题.首先利用耳切三角化技术,提出了针对三维模型孔洞的一种基曲面构建方法.然后利用孔洞周围探测得到的特征线的信息来恢复孔洞区域的细节.对于孔洞区域的三角形,根据特征线确定的细分顺序进行细分.细分方法是利用三角形的邻域点的信息和特征线的信息拟合二次曲面,再将三角形的重心投影到拟合的二次曲面上.实验表明:基于特征线的修复方法能够较好地捕获模型的全局特征,并能够有效恢复孔洞区域的显著几何特征,从而获得较自然的修复效果. 展开更多
关键词 孔洞修复 基曲面 特征线 优先三角形 拟合二次曲面
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基于建筑结构分布规律的点云孔洞修补 预览 被引量:3
12
作者 罗德安 张腾波 廖丽琼 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2014年第1期59-62,共4页
顾及建筑立面的部件分布规律及相关的先验知识,提出了一种通过适度的人工诱导快速实现点云孔洞修复及补全的算法。算法首先在人工干预情况下快速获取建筑立面部件分布规律,继而借助分布规律预测缺失区域部件类型及候选位置,然后借助... 顾及建筑立面的部件分布规律及相关的先验知识,提出了一种通过适度的人工诱导快速实现点云孔洞修复及补全的算法。算法首先在人工干预情况下快速获取建筑立面部件分布规律,继而借助分布规律预测缺失区域部件类型及候选位置,然后借助ICP算法将同类型具有完整数据的部件点云模型复制到缺失区域,最后通过边界融合实现孔洞的完整修复。实验证明,算法提供了一种交互环境下的半自动化数据处理能力,具有良好的可操作性、实用性及较高的生产效率。 展开更多
关键词 孔洞修复 点云 重复性结构 先验知识 数据处理
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基于径向基函数的散乱点云孔洞修复算法 预览 被引量:11
13
作者 晏海平 吴禄慎 陈华伟 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第4期1253-1257,共5页
针对散乱点云模型中的孔洞,提出了一种基于径向基函数的孔洞修补算法。提取散乱点云的孔洞边界特征点,并在孔洞多边形的最一J、二乘特征平面中进行孔洞填充;利用孔洞边界点及其邻域信息建立基于径向基函数的隐式曲面;采用梯度下降... 针对散乱点云模型中的孔洞,提出了一种基于径向基函数的孔洞修补算法。提取散乱点云的孔洞边界特征点,并在孔洞多边形的最一J、二乘特征平面中进行孔洞填充;利用孔洞边界点及其邻域信息建立基于径向基函数的隐式曲面;采用梯度下降法将孔洞填充点向隐式曲面调整,实现散乱点云孔洞的修复。实验结果表明,该算法能实现散乱点云模型孔洞的有效修复,恢复原有模型的基本几何特征。 展开更多
关键词 散乱点云 特征平面 径向基函数 隐式曲面 孔洞修复
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多视图立体三维重建中的孔洞修复算法 预览 被引量:6
14
作者 吴晓军 文飞 温佩芝 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期1606-1613,共8页
为了解决多视图立体三维重建算法不能很好地处理弱纹理或无纹理及高光区域的重建问题,提出一种基于可见外壳与多视图三维点云有机融合的多视图立体三维重建孔洞修复算法.该算法以可见外壳及多视图三维点云为输入,首先提取出可见外壳... 为了解决多视图立体三维重建算法不能很好地处理弱纹理或无纹理及高光区域的重建问题,提出一种基于可见外壳与多视图三维点云有机融合的多视图立体三维重建孔洞修复算法.该算法以可见外壳及多视图三维点云为输入,首先提取出可见外壳内满足点云稀疏度约束的叶节点,然后利用可见外壳法向量射线约束去除包裹在三维点云外层的叶节点,最后通过加入三维点云曲面曲率约束来消除点云中凹陷区域的影响.实验结果表明,文中算法有效地解决了物体缺乏纹理区域表面的孔洞修复问题,使得最终生成的三维网格模型完整和平滑,具有参数可调、易于实现的特点,对于不同的模型都具有非常好的鲁棒性. 展开更多
关键词 孔洞修复 多视图立体三维重建 可见外壳 点云稀疏度
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三维人脸模型孔洞修补技术研究 预览 被引量:1
15
作者 吕莹莹 郝伟 郭金金 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第1期 195-198,249,共5页
研究三维人脸模型孔洞修补问题。针对在建模过程中的佩戴饰物遮挡、建模角度等因素的影响,造成三维人脸模型孔洞的存在,人脸模型完整度、清晰度不高的问题。为解决上述问题,提出一种插值算法的三维人脸模型孔洞修补技术。根据已有的... 研究三维人脸模型孔洞修补问题。针对在建模过程中的佩戴饰物遮挡、建模角度等因素的影响,造成三维人脸模型孔洞的存在,人脸模型完整度、清晰度不高的问题。为解决上述问题,提出一种插值算法的三维人脸模型孔洞修补技术。根据已有的人脸模型三维信息,通过进行三角剖分,进行人脸面部轮廓的细化计算,增加孔洞处组成三维人脸的数据点的数目,进而对模型的孔洞处进行修复。实验结果表明,改进方法能够很好的恢复孔洞处三维人脸基本信息,能够大幅增加三维人脸模型的清晰度,有极大的应用价值。 展开更多
关键词 人脸模型 孔洞修复 三角剖分
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三维封闭三角网格模型的缺失实体孔洞修复算法 预览 被引量:4
16
作者 姚远 刘媛媛 +1 位作者 杨红飞 胡庆夕 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期 154-159,170,共7页
提出一种针对三维封闭三角网格模型的缺失实体孔洞修复算法,由初始导引点出发,根据几何特征搜索孔洞边界,并以水平集方法扩展边界,获取目标问题区域。基于边界采样和投影方法建立代理曲面,实现了内环三角化细分和三维网格表面的自由变... 提出一种针对三维封闭三角网格模型的缺失实体孔洞修复算法,由初始导引点出发,根据几何特征搜索孔洞边界,并以水平集方法扩展边界,获取目标问题区域。基于边界采样和投影方法建立代理曲面,实现了内环三角化细分和三维网格表面的自由变形。通过合并环间区域和引入边缘约束的平滑过程,得到缺失实体孔洞的上缝合面。在此基础上向内扩展,获取孔洞下表面边界轮廓,搜索出上下边界环之间的三角网格区域,并利用同样的方法构建缺失实体孔洞的下缝合面。最终,连接上下缝合面以及两个边界轮廓环之间的三角网格区域得到修复实体。试验制作的样件表明,算法能简化人工交互设计的步骤,生成高质量的修补结果。 展开更多
关键词 缺失实体孔洞 孔洞修复 轮廓环扩展 缝合面
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面向颅骨损伤修补的缺损重建算法 预览 被引量:1
17
作者 姚远 杨红飞 胡庆夕 《湖南工业大学学报》 2008年第1期 41-46,共6页
提出一种针对颅骨缺损重建模型的孔洞修复算法,根据孔洞特征自动提取缺损边缘。通过双环采样,投影构建代理曲面;通过合并环间区域及引入边缘约束的平滑,得到缺失实体孔洞的上下缝合面。在此基础上,搜索出上下边界环之间的三角网格... 提出一种针对颅骨缺损重建模型的孔洞修复算法,根据孔洞特征自动提取缺损边缘。通过双环采样,投影构建代理曲面;通过合并环间区域及引入边缘约束的平滑,得到缺失实体孔洞的上下缝合面。在此基础上,搜索出上下边界环之间的三角网格区域,利用几何约束条件重建缺失实体。算法能最大限度的减少人工交互步骤,符合需要的修补结果。 展开更多
关键词 颅骨补缺 孔洞修复 轮廓环扩展 映射平滑 缝合面
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根据断面轮廓线修复隧道点云孔洞的方法 预览
18
作者 吕城腾 王靖雯 《地理空间信息》 2018年第2期108-110,共3页
为了修复采集点云的数据缺失,设计一种根据隧道断面轮廓闭合矢量线修复点云孔洞的方法,利用Microsoft Visual Studio 2010设计实现隧道轮廓线提取系统,并借助OpenGL实现结果的可视化。
关键词 地面激光雷达 点云 隧道 轮廓线提取 中心线提取 点云孔洞修复
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