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多边形有关论文范文参考文献,与三维激光扫描仪技术在古凉亭三维建模中的应用相关在职毕业论文开题报告

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【摘 要】介绍利用三维激光测量技术进行古建筑三维建模的流程与方法.实验通过徕卡三维激光扫描仪对西安一处古凉亭进行扫描,通过Cyclone、Geomagic、Ployworks软件对采集的数据进行拼接、预处理、三维建模、纹理贴图等处理,获取古凉亭的三维模型.

【关 键 词 】三维激光;古建筑;三维建模

一、Geomagic Studio软件介绍

Geomagic Studio软件是由Geomagic软件公司开发的自动化逆向工程软件,在各行各业有着广泛应用.Geomagic Studio软件功能强大,可根据任何实物零部件自动生成准确的数字模型.

Geomagic Studio软件基本模块&#

关于三维激光扫描仪技术在古凉亭三维建模中的应用的大学毕业论文范文
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(1)捕捉:该模块由点阶段和封装阶段组成.点阶段提供点云数据的命令.封装阶段产生用扫描点产生多边形化的模型.

(2)封装:该模块由点阶段和多边形阶段组成.多边形阶段能够方便处理多边形模型.

(3)形状:该模块由形状阶段和CAD阶段组成.形状阶段能够从多边形模型产生NUBRS曲面.CAD阶段允许用户执行基本的布尔运算和裁剪操作.

二、点云数据采集

1.数据采集仪器

实验仪器包括:徕卡ScanStation2三维激光扫描仪;尼康DTM352全站仪;佳能相机.通过徕卡ScanStation2型三维激光扫描仪获取古凉亭点云数据,尼康全站仪在古凉亭四周布设控制网,佳能相机获取凉亭照片,作为贴图纹理.

2.点云数据采集

在控制点上安置三维激光扫描仪,进行对中整平,同时安置3个不在同一直线上的标靶,将与徕卡扫描仪相配套的Cyclone软件与电脑相连接,设置扫描参数进行扫描.一站扫描完成后,还需要对标靶进行精细扫描,作为点云拼接的基准.采用相同方法依次扫描.依次进行,直到所有扫描完成.

3.点云数据拼接

点云拼接是多个测站点云数据的整合,是基于扫描仪不同坐标系统转化统一的过程.在Cyclone软件中,点云数据拼接方法包括:基于连接点的拼接,基于控制点的拼接,基于标靶的拼接.本实验采用基于标靶的拼接,该方法是比较常用的方法,在扫描前相邻两测站之间需要有至少3个公共标靶.

三、古凉亭三维建模

古凉亭三维建模采用Geomagic Studio软件,点云数据通过Geomagic Studio软件进行三维建模需要经过三个阶段:点阶段,多边形阶段,曲面阶段.


本篇论文出处 http://www.eduxue.com/geshi/421731.html

1.点阶段

在点阶段,通过软件改进点组数据,进行点云着色,点云坐标摆正,点云噪声点滤除,点云重采用,点云封装.

1.1 噪声点滤除.点云数据噪声点滤除有两种方法:手动删除和软件自动删除.手动删除主要针对明显的噪声点,软件自动删除主要通过设定一定的阈值来删除噪声点.但是在实际操作中需要将手动删除与自动删除结合使用,以达到最佳噪声点去除目的.

1.2 点云重采用.由于不同测站点云数据拼接,会产生一定重叠区域,使得点云数据中出现冗余数据,增加了数据容量,不利于后续点云数据处理.在保证点云数据质量前提下进行,利用Geomagic软件进行重采用,Geomagic软件提供的重采样包括:曲率采样,等距采样,统一采样,随机采样.

1.3 点云封装.点云数据封装就是将离散的点云数据创建成多边形的阶段.Geomagic软件提供封装方法包括:曲面封装和体积封装.

2.多边形阶段

在多边形阶段操作过程包括:多边形修补、多边形数量调整、多边形光滑、多边形检测与校正.

2.1 多边形修补.多边形修补主要是多边形孔洞和缺口的修补,在Geomagic中修补方法包括:全部修补、局部修补、创建桥、删除、移动等.本次实验采用全部修补法,设置修补孔的方法,同时设置成基于曲率的修补.

2.2 多边形光滑.多边形光滑过程主要包括:删除钉状物、减少噪音、简化、细化、松弛等过程.

2.3 多边形数量调整.由点阶段到多边形阶段,多边形数量很多,增加了软件数据处理负担,在保证多边形精度前提下,通过软件进行多边形数量简化,在模型曲率大的地方保留较多三角形,在曲率较小地方,保留较少三角形.

3.曲面阶段

对多边形进行编辑处理后,进入曲面阶段.创建曲面过程包括:轮廓线探测、构造曲面片、轮廓线编辑、曲面片编辑、轮廓线和曲面片松弛、曲面生成等.

3.1 轮廓线探测.在Geomagic软件中,选择轮廓线探测选项,这时将自动加亮模型基于曲面曲率的轮廓线.选择自动估计,让软件来估计曲率在模型上复杂程度并显示必要数量的轮廓线.设置曲率值,同时选中简化轮廓线选项.

3.2 构造曲面.在Geomagic软件中,选择构造曲面片选项,同时选中自动估计,将允许软件来决定大约需要多少个曲面片模型的表面.

3.3 曲面生成.对曲面片、轮廓线进行一系列编辑处理后,通过NURBS进行曲面创建.

4.纹理贴图

纹理是三维模型逼真度的重要影响因素,通过纹理贴图可以使建立好的三维模型呈现出真实的原貌.通过Geomagic、Polyworks、TexCapture软件对三维模型进行纹理贴图.将建立好的三维模型通过特定格式(*.ply)从Geomagic软件中导出,同时导入到Polyworks软件中,在以*.pol格式导出,同时导入到TexCapture软件中,将纹理数据也导入TexCapture软件中,通过相应编辑完成纹理贴图,得到古凉亭三维模型.


多边形学术论文撰写与发表
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TexCapture软件纹理贴图最关键步骤是选取特征点,需要在模型数据和纹理数据上选取相同的12对特征点,同时这些特征点不能再同一个平面内且要分布均匀.

四、结束语

三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术,是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破.它通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据.可以快速、大量的采集空间点位信息,为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段.本文通过徕卡三维激光扫描仪获取古凉亭点云数据,通过相关软件进行古凉亭三维建模,结果表明三维技术扫描仪技术满足古凉亭三维建模要求.

三维激光扫描仪技术在古凉亭三维建模中的应用参考属性评定
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【参考文献】

[1]高秀娟,杨伟华.三维激光扫描测量技术及在测绘领域的应用[J].科技论坛,2009(21).

[2]徐晓雄,刘松林,李白.三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用[J].中国测绘,2009(2):63-65.

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作者简介:张爱能、张靖,现在长安大学地质工程与测绘学院.

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