吕源治，孙　强，毕国玲

(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033)



三维激光扫描系统中曲面空洞的识别与修复

吕源治*，孙强，毕国玲

(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033)

摘要：为了解决三维激光扫描系统中重构曲面存在的空洞问题，提出了基于Floyd最短路径选择算法的空洞识别与修复方法。该方法对三维曲面中所有可能构成空洞的边界点进行逐个处理，采用树搜索算法获得与处理点直接或间接相连的边界点；将搜索到的边界点作为路径选择的节点，将连接节点的边界边作为路径选择的边并根据节点的搜索级别设置边的长度。当新搜索到的边界点与已搜索点发生重复时，首先，利用Floyd算法处理距离矩阵和路由矩阵找到空洞端点；然后，根据重复点与空洞端点生成空洞边集，最后，采用波前法对空洞边集进行处理。实验结果表明：本文所提方法能够准确识别连接有孤立边的空洞以及两个相邻空洞的特殊空洞结构，与传统方法相比，该方法具有更强的通用性和鲁棒性，空洞修复数量与两个传统方法相比分别提高了54.1%和21.3%。

关键词:三维重构；空洞识别；曲面修复

Recognition and repairing of surface hole in

1引言

随着逆向工程和三维建模技术的不断发展，三角网格模型被广泛应用于快速成型、虚拟现实以及工业设计中，并且贯穿于模型的整个生命周期。在三维激光扫描系统中[1-3]，由于待测模型自身缺陷或采样点数据不足等因素的影响，测量结果中存在数据丢失现象，这使得重建网格模型[4-5]中可能存在空洞缺陷。……