一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法技术

本发明专利技术提供了一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法，包括：获取目标遗址的点云数据并进行可视化；根据点云数据所携带的信息构建曲面，将点云数据和构建的曲面进行对比；根据点云与生成的曲面进行对比，自主选择是否对原始点云进行进一步的精简和去噪处理，然后对优化后的点云重新建模，直到得到效果与质量较好的曲面模型；根据曲面模型优化处理，生成能够进行有限元分析的实体模型并分析模型的稳定性，判断目标模型的稳定性是否达标。本申请通过点云分割去除与目标遗址无关的无效点云，再使用半径滤波算法对点云数据去噪，使用曲率精简算法可以精简整体点云的数量，能够有效减少稠密点云构建曲面的所需要的时间。时间。时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法


[0001]本专利技术涉及文物保护
，具体涉及一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法。

技术介绍

[0002]近年来，三维激光扫描仪具有在工作时不接触目标物体就能获取数据的优势，被应用到文物保护的研究领域，其利用高速激光快速扫描要保护的文物的表面，扫描后可以记录目标物体表面的数据点，而采用这种方式获得的三维数据通常被叫做点云数据，使用三维点云数据为基础，可以得到目标物体的三维实体模型，但是三维激光扫描仪在实际应用中仍然存在以下两个问题：(1)扫描仪为了追求精度，本身在扫描目标物体时会记录大量并且稠密的点云数据；(2)扫描过程中可能会导致采集到的点云数据在部分区域分布不均匀，也可能会采集到无用的点云数据，存在很多冗余数据，这会给后续的实验带来很多不必要的计算量。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法，在进行模型构建前对获取到的文化遗址的点云数据进行预处理之后再构建模型，然后通过有限元模进行该模型的物理因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：步骤一、获取目标遗址的三维点云数据；步骤二、根据获取的所述三维点云数据构建三维曲面模型，对所述三维曲面模型与点云数据进行比对，并根据比对结果选择是否对所述三维点云数据进行优化，对所述三维点云数据进行精简和去噪处理；步骤三，根据优化后的所述三维点云数据重建三维曲面模型；步骤四，对重建后的三维曲面模型进行有限元分析，确定目标遗址的保护策略。2.根据权利要求1所述的一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法，其特征在于，步骤二和步骤三中的曲面模型均通过泊松方程构建。3.根据权利要求2所述的一种基于点云优化与逆向工程建模的有限元遗址保护方法，其特征在于，所述泊松方程构建曲面模型的过程为：
①
将点云数据按照空间位置进行八叉树分隔；定义点云数据的点集为S，八叉树结构的节点集为O，树的最大深度为D，S中的每个点都落在深度为D的叶子节点内，对每一个单位化的基函数F：R3→
R进行平移或者缩放操作就可以得到空间函数，其中R为单位化一维基向量，对于任一节点o∈O，节点函数F
o
可表示为式(1)：式中o.c表示为节点o的中心，o.w表示为节点o的宽度；
②
定义向量场对每个节点的八个邻接节点进行线性插值操作，向量场近似表示为式(2)：上式中s.p表示点s的位置信息，Ngbr
D
(s)表示s.p的八个深度都为D的邻接点，α
o.s...

【专利技术属性】
技术研发人员：史丰收，赵万青，彭进业，潮家祥，杨文静，王珺，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：