工程图样矢量化与三维重建系统研究
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本文在分析和总结传统矢量化方法的基础上,根据工程图纸以图形为主的特点,利用MATLAB图像处理功能,先提取经预处理细化后的图像轮廓数据,再对直线类及圆弧类的像素点段分别采用分层矢量化和基于整体的矢量化方法,进行数据提取,然后用AutoCAD绘制出相应的图形,完成了将扫描图或照片转换成矢量图的处理；根据组合体三个视图之间的投影联系,对组合体的三视图进行划分和定位,对于组合体三视图的每个区域,逐一搜索最小封闭环,利用“三等规律”对三个区域的最小封闭环进行匹配,并匹配成功的最小封闭环组合成单连通域,对其进行三维造型重建出组合体中各基本体,再利用布尔运算完成组合体整体建模。同时设计算法实现三维实体向标准二维工程图纸的转换。最后综合运用Visual Basic 6.0、MATLAB以及AutoCAD研制出图纸照片输入、图像预处理、矢量化、三维重建、三维实体模型转换为二维标准图纸的系统平台。
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-14页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 课题的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3.1 图像矢量化技术 | 第11页 |
| 1.3.2 三维重建技术 | 第11-12页 |
| 1.4 本文主要工作 | 第12-14页 |
| 第二章 图纸信息采集与图像处理 | 第14-22页 |
| 2.1 图纸的输入 | 第14-15页 |
| 2.2 灰度增强 | 第15-16页 |
| 2.2.1 图像直方图的含义 | 第15页 |
| 2.2.2 灰度值调范围的确定 | 第15-16页 |
| 2.3 去除噪声 | 第16-18页 |
| 2.3.1 线性滤波 | 第16-17页 |
| 2.3.2 中值滤波 | 第17页 |
| 2.3.3 自适应滤波 | 第17-18页 |
| 2.3.4 滤波效果对比 | 第18页 |
| 2.4 图像矫正 | 第18-20页 |
| 2.4.1 图像矫正的原理 | 第19页 |
| 2.4.2 图像矫正的实现 | 第19-20页 |
| 2.5 边缘检测 | 第20-21页 |
| 2.6 本章小结 | 第21-22页 |
| 第三章 工程图样矢量化转换 | 第22-39页 |
| 3.1 各种矢量化算法分析 | 第22-25页 |
| 3.1.1 基于细化的转化方法 | 第22-23页 |
| 3.1.2 基于轮廓跟踪踪与匹配方法 | 第23-24页 |
| 3.1.3 基于整体识别方法 | 第24-25页 |
| 3.2 基于图像细化的分层矢量化和基于整体矢量化算法 | 第25-36页 |
| 3.2.1 图像细化 | 第25-28页 |
| 3.2.2 直线的矢量化 | 第28-32页 |
| 3.2.3 圆和圆弧的矢量化 | 第32-34页 |
| 3.2.4 交叉点处的线合并 | 第34-35页 |
| 3.2.5 中心线的识别 | 第35-36页 |
| 3.3 矢量化技术的实例与讨论 | 第36-37页 |
| 3.3.1 实例分析 | 第36-37页 |
| 3.3.2 结论分析 | 第37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-39页 |
| 第四章 三维实体重建算法的研究 | 第39-62页 |
| 4.1 视图信息预处理 | 第39-46页 |
| 4.1.1 DXF文件的信息提取 | 第39-41页 |
| 4.1.2 图元信息的整理 | 第41-42页 |
| 4.1.3 视图划分 | 第42-44页 |
| 4.1.4 剖视图的处理 | 第44-45页 |
| 4.1.5 交点打断 | 第45-46页 |
| 4.2 组合体分析和封闭环提取 | 第46-52页 |
| 4.2.1 组合体的分析法 | 第46-47页 |
| 4.2.2 最小封闭环的搜索 | 第47-52页 |
| 4.3 组合体的拆分与三维重建 | 第52-59页 |
| 4.3.1 基元关系的匹配 | 第52-53页 |
| 4.3.2 基本体的构造 | 第53-56页 |
| 4.3.3 拆分组合原理 | 第56-57页 |
| 4.3.4 组合体三维重建实例分析 | 第57-59页 |
| 4.4 影响三维重建稳定性因素的分析 | 第59-61页 |
| 4.4.1 不规范视图的影响 | 第59页 |
| 4.4.2 匹配修复及多义性的影响 | 第59-60页 |
| 4.4.3 基本体不完整(切割、相贯)的影响 | 第60页 |
| 4.4.4 视图复杂性与计算机智能低的影响 | 第60-61页 |
| 4.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第五章 三维模型生成二维工程图形 | 第62-67页 |
| 5.1 视图生成原理 | 第62-63页 |
| 5.2 视图生成实现过程 | 第63-65页 |
| 5.3 实例分析 | 第65-66页 |
| 5.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 第六章 信息管理系统的研制 | 第67-71页 |
| 6.1 软件接口技术 | 第67页 |
| 6.2 系统模块集成 | 第67页 |
| 6.3 矢量化识别模块 | 第67-68页 |
| 6.4 三维重建模块 | 第68页 |
| 6.5 系统实现 | 第68-71页 |
| 第七章 结论与展望 | 第71-73页 |
| 7.1 全文总结 | 第71页 |
| 7.2 展望 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 致谢 | 第77-78页 |
| 攻读硕士期间学位发表的学术论文 | 第78页 |
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