3D打印技術課件 針對點云的后處理

數(shù)控技術應用3D打印技術學習目標了解針對點云的后處理掌握針對點云的后處理的功能知識要點一、點云的后處理采集的數(shù)據(jù)只是散亂的物體外形坐標，要生成用于再制造的CAD模型就必須對這些點進行處理。逆向工程中的后處理部分的主要任務在于對掃描所得到的點云數(shù)據(jù)進行噪聲剔除、多視拼合、特征線提取等操作，最后得到三維實體模型，從而建立起一條完整的逆向應用流程，如圖1所示。圖1知識要點二、點云后處理的主要功能

逆向工程中的后處理部分主要分為以下四大功能：1）

點云數(shù)據(jù)預處理；2）點云數(shù)據(jù)的拼合；3）特征線的提取；4）產(chǎn)品建模。知識要點1、點云數(shù)據(jù)預處理

通常把三維空間中的點集稱為“點云”或“點群”。最小的“點云”只包含一個點，高密度“點云”可達數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點。由于曲線曲面建構方法多種多樣，對測量數(shù)據(jù)質量、數(shù)量、密度及組織形式方面的要求不盡相同，故需要對原始測量數(shù)據(jù)進行預處理。點云數(shù)據(jù)預處理包括數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)分塊和數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)優(yōu)化等操作。知識要點2、點云數(shù)據(jù)的拼合拼合

無論是采用接觸式還是非接觸式的數(shù)字測量方法，希望通過一次測量完成對整個待測件的數(shù)字化工作是很困難的。通常的做法是將待測件重新定位，以另一有利的角度或者方向獲取試件不同方位的表面信息，這稱為視。從不同的視對待測件進行幾次測量后，所得數(shù)據(jù)的局部坐標系和組織是不同的，將這些不同的數(shù)據(jù)集轉化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)形式并構成整個待測件表面的完整信息，這個過程稱為拼合。知識要點

對同一物體的多視點云的拼合，一般有兩種處理方法：一是對點進行處理，即直接對點云進行拼合，再理構出原型；二是對各視圖進行局部構造幾何形體，最后拼合這些幾何形體。顯然，若單個視圖能局部地構造幾何形體，并具有明顯的幾何特征，利用這些特征進行拼合，其速度和準確性都是顯而易見的。但其缺點是，不同視圖中的特征往往不一致，甚至同一特征在其他視圖中被分割成許多特征或者消失。同時該方法帶來的幾何圖形之間的布爾運算將涉及到許多CAD中目前尚未解決或解決不甚圓滿的難題。基于點的拼合的最大優(yōu)點是能對物體所求得的各個面有總體上的了解和把握，能獲得拓撲上一致的數(shù)據(jù)結構。盡管該數(shù)據(jù)結構可能是龐大的，但這種一致性是基于面的拼合難以達到的。知識要點3、特征線的提取

經(jīng)過以上處理步驟，可以得到與實體形狀非常逼近的完整點云。但為進一步使實體開頭直觀化并為后面的曲面造型提取特征，可以構造大略表達實體的特征線。當然，就整體平滑的實體，構造特征的密度可以小些或者不進行這一步處理；對曲率變化比較大的實體，應盡量保證完整表達曲率變化的范圍，即使特征線的密度大些。否則會失去實體的細節(jié)信息，使實體特征表達不夠完全。知識要點4、產(chǎn)品建模

特征線提取出來后，可以用標準格式如IGES文件輸出到通用CAD三維造型軟件中，作為建立CAD模型的基本特征，以此重建待測物體的三維CAD模型，從而達到逆向工程的最終目的。

三維點云數(shù)據(jù)后處理是逆向工程中比較關鍵的一環(huán)，其結果