基于GeomagicStudio的点云处理与三维建模研究.docVIP

基于Geomagic Studio的点云处理与三维建模研究 汤 磊1,2 钱建国2 朱 翊 1 （1.中国测绘科学研究院，北京 100830；2.辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000） 摘 要 本文基于逆向工程软件Geomagic Studio，研究复杂形体的三维点云三维重建过程，重点阐述如何对三维激光扫描仪获取的点云数据进行前期去噪，并运用数学算法分析其具体实现原理。详细介绍了点云在Geomagic Studio里的处理过程，包括在点云阶段的分块点云拼接、点云预处理、封装形成三角面，在多边形阶段进行模型修补和模型优化，在形状阶段构建曲面片、构建格栅以及生成NURBS曲面，最终在模型合并完成后对其进行纹理贴图并渲染成型。 关键词 逆向工程；Geomagic Studio；三维建模；去噪；NURBS曲面 Study of point cloud processing 3D model building based on Geomagic Studio TANG Lei1,2, QIAN Jian-guo2, ZHU Yi1 （1. Center of E-government, Chinese Academy of Surveying and Mapping, Beijing 100830; 2. School of Geomatics , Liaoning Technical University , Liaoning Fuxin 123000） Abstract： Based on the reverse engineering software-Geomagic Studio, In this paper, the complex form is modeled by handling its 3D point cloud. It focus on expounding how to denoise the point cloud by the 3D laser scanner,and uses mathematical algorithm to analyse realization principle. It presents the detailed handling process of point clouds in Geomagic which includes splicing , pretreatment and wrapping in point phase, filling holes and optimizing in polygon phase, constructing patches, constructing grids and generating NURBS surface in shape phase, eventually make texture map and render to be model after the merger of two parts. Keywords：Reverse Engineering; Geomagic Studio; 3D Modeling;denoising;NURBS surfaces 0 引言 随着计算机技术、通讯技术、机械制造技术的发展，三维激光扫描的成本越来越便宜，应用领域也渗透到国民经济的各个方面，如何对三维激光扫描仪扫描到的点云进行处理已成为热点问题。作为四大逆向工程软件之一，Geomagic Studio可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型网格，并可自动转换为?NURBS?曲面。本设计利用Geomagic Studio软件对产品三维点云数据进行处理，反向建立产品的数 字模型，以便得到其设计数据和图样，为三维激光扫描仪点云数据处理和应用提供一种新的途径。 1 Geomagic Studio 软件简介 1.1 Geomagic Studio 软件 Geomagic Studio软件是美国Raindrop公司出品的逆向工程和三维检测软件，它可根据物体扫描所得的点阵模型创建出良好的多边形模型或网格模型，并将它们转换NURBS曲面[1]。该软件主要特点是支持多种扫描仪的文件格式的读取和转换、海量点云数据的预处理、智能化NURBS构面等等。它采用的点云数据的采样精简算法，克服了其他同类软件中对点云数据操作时，软件进行图形的拓扑运算速度慢、显示慢等弊端。 Geomagic Studio软件的整体工作流程[2]如图1所示： 图1 Geomagic Studio工作流程 根据软件输入的数据与其他软件或设备的接口，不同的逆向软件有不同的工作流程，可以采用点—线—面和点—