付大鹏，樊海燕

（东北电力大学 机械工程学院，吉林 132012）

0 引言

股骨头是关节损伤和炎症的多发部位。近几年国内外研究人员越来越专注这方面的研究。加拿大George等利用Bernstein基函数BBF曲线曲面拟合重建骨头的三维模型；波兰比亚的维斯托克技术大学利用CNC机床加工髋关节形成一套完整的制作系统[1]。国内在这方面的研究也取得了一些成果，如上海交通大学对人的髋关节研究和反求工程在医学上的应用研究起步都比较早[2]。该实验是以动物骨头为例，为人工假体的个体化设计与快速制造提供了依据和技术支持。

1 点云的采集与处理

三维建模方法的选择直接影响模型的精度和效率。获取三维数据的方法可分为：接触式数据采集和非接触式数据采集两种。接触式数据采集是根据采样探头在物体表面接触时探针的针尖就会发生形变从而采集到探针的坐标，逐点移动逐点采样。这种方法速度慢、效率低。非接触式数据采集主要根据光学原理进行数据的采集[3,4]。这种数据采样的过程是连续的，对于复杂曲面也可以精确快速的读取数据。

在反求工程中曲面数据采集应用激光三角测距法居多，本实验所用的是加拿大Creaform Inc公司制造的EXAscan手持式自定位三维激光扫描仪，所得点云数据如图1所示。它的原理就是用激光源照射到物体表面反射或散射后，被光学检测器接收，从而得到物体表面点的三维坐标，精度可达到40μm。图1中共有离散点30093个。在数……