舆论摘要：点云模子的方体复形迫近与拓扑个性接洽

在假造实际范围中，鉴于点的建立模型本领获得普遍运用，点云模子仍旧变成一类典范的表白模子，点云模子的领会接洽处事也获得普遍关心。物体的拓扑与好多本质的领会在模子检索、物体辨别、碰撞检验和测定等上面具备普通性的价格，怎样刻画点云模子的拓扑个性以及点云模子到多面体模子的变换格外要害。正文贯串国度863名目“多军种兵戈平台级散布式假造策略归纳演示场”和国度973安置名目“散布式假造情况本领”中的接洽处事，运用方体迫近的本领，创造了点云模子的档次迫近方体复形和网格流形，供给了一类接洽点云模子拓扑个性的东西，经过方体的连接联系创造了点云模子采集样品点的方体邻域图并用来隐曲面包车型的士天生。重要实质囊括以次几个上面：（1） 鉴于本质运用对点云模子领会运用的需要，创造了点云模子的规范剖分下的档次方体复形模子（简称档次方体复形）。经过对该类三维档次方体复形个性的领会，刻画了方体之间以极点、棱和面为大众简单形的连接联系，给出了鉴于方体剖分8叉树和方体连接图的方体邻域探求算法。鉴于欧氏空间拓扑和掩盖体表面曲面临空间的分隔，正文提出了方体连通以及方体内面和表面的观念，供给了在方体剖分进程中灵验计划方体的节点属性、表里面属性、采集样品点包括属性、方体连接属性等个性的算法。（2）运用方体简单形和方体复形的表面，接洽了点云模子的方体迫近，领会了迫近方体复形、表面复形和内面复形的个性，给出了表面复产生为流形的牵制前提。该本领供给了一类点云模子的赶快档次迫近方体复形天生本领，在迫近方体复形的天生进程中，运用流形构造牵制规则遏制方体简略，保护表面复产生为具备流形构造的二维方体网格曲面。创造了对多个方体同声简略时优化采用的曲面张力牵制前提，在简略进程中自符合天生适合曲面形势的方体复形。经过对三维方场合属性的树立，对准点云模子所表白的曲面与里面和外部空间的连通性，灵验提防和遏制曲面由采集样品点不及形成的缺损或分断。（3）计划物体模子的拓扑个性在假造实际等运用中是一项格外要害的处事。正文运用迫近方体复形举行点云模子的同调计划，给出了一类鉴于天生迫近方体复形进程的计划同调的低搀杂性算法。鉴于方体复形剖分不变换拓扑和方体简略由面连接联系不妨判决拓扑变换的道理，正文安排了档次迫近同调计划算法，即在上一层同调个性的普通上确定该档次迫近后的同调。经过对各别面属性方体的分门别类，在迫近进程中确定拓扑变换，同声对于迫近本领给出鉴于拓扑静止性的优化。正文给出了确定方体简略能否爆发分断的灵验算法，领会了一类大概形成方体连通分支变换的具备一定面属性的方体，经过会合完全领会优化确定该类方体的简略能否形成方体连通分支的减少，容易实行交互情况下的拓扑变换遏制。（4） 在假造实际等运用范围中，为了供给传神表露、衬托等功效，常常须要计划点云模子的隐曲面。在隐曲面模子中，经过邻域图计划曲面隔绝，不妨灵验提防隐曲面天生时爆发怪僻点。正文鉴于点云模子的档次迫近方体复形提出了一类具备档次构造的邻域图—方体邻域图，方体邻域图在确定档次上反应了曲面上采集样品点的连接个性，进而不妨获得更为迫近的曲面隔绝用来计划隐曲面。经过采用优化战略，正文的算法充溢商量了曲面拓扑和好多本质的变革，一上面简化了连接联系，同声当采集样品点稠密或缺损时沿用了扩充弥补本领弥补采集样品点，在各个档次上不妨获得更为符合的邻域图。