逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)用 第4版 課件 3-1 Wrap軟件中掃描數(shù)據(jù)的對(duì)齊拼合

蘇州職業(yè)大學(xué)李耀輝掃描數(shù)據(jù)預(yù)處理----Wrap軟件中多視角數(shù)據(jù)對(duì)齊拼合目錄CONTENTS1.數(shù)據(jù)對(duì)齊作用了解數(shù)據(jù)預(yù)處理中，采用Wrap軟件對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行注冊(cè)對(duì)齊的意義。2.數(shù)據(jù)對(duì)齊方法掌握

Wrap軟件中多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊的方法。4.數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用總結(jié)了解

Wrap軟件中數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊的注意事項(xiàng)和技巧。3.數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例通過具體的案例應(yīng)用，掌握Wrap軟件中掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊的具體應(yīng)用及結(jié)果分析。Part1數(shù)據(jù)對(duì)齊作用對(duì)于一些大型物體，如汽車覆蓋件等，由于掃描范圍有限，需要對(duì)模型進(jìn)行分段掃描，獲得多幅掃描數(shù)據(jù)。1.大型物體的分段掃描對(duì)于復(fù)雜的模型，為了獲得完整的模型特征，需要多次調(diào)整模型的擺放方位，獲得多視角的掃描數(shù)據(jù)。2.復(fù)雜模型的多角度掃描

對(duì)于模型的多視角或多幅掃描數(shù)據(jù)，逆向處理時(shí)需要首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊拼合，以獲得完整的模型數(shù)據(jù)。常用的掃描數(shù)據(jù)對(duì)齊方法有：手動(dòng)注冊(cè)、全局注冊(cè)和聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象等。Part1數(shù)據(jù)對(duì)齊作用手動(dòng)注冊(cè)命令通過在重疊區(qū)域中定義相應(yīng)點(diǎn)來創(chuàng)建兩個(gè)或多個(gè)視角掃描數(shù)據(jù)的粗略對(duì)齊。1.手動(dòng)注冊(cè)（ManualRegistration）的作用單擊“對(duì)齊”菜單，選擇“手動(dòng)注冊(cè)”命令。注意：激活手動(dòng)注冊(cè)命令的前提是，在模型管理器面板中至少選中2個(gè)及以上視角數(shù)據(jù)。2.手動(dòng)注冊(cè)命令激活手動(dòng)注冊(cè)命令Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法1.手動(dòng)注冊(cè)方法1）1點(diǎn)注冊(cè)若模型存在一個(gè)在所有視角掃描中都捕捉到的唯一位置，則可在此位置（單個(gè)點(diǎn)）的基礎(chǔ)上對(duì)齊掃描。即只需要在兩個(gè)模型上分別選擇一個(gè)相對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)。根據(jù)多個(gè)位置進(jìn)行掃描對(duì)齊。定義多個(gè)位置增加了對(duì)齊的精度，至少需要選擇3個(gè)及以上對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)（可以選擇三到九個(gè)點(diǎn)），且各點(diǎn)要一一對(duì)應(yīng)。2）n點(diǎn)注冊(cè)注意：固定窗口和浮動(dòng)窗口中模型的放置方位必須盡可能一致。手動(dòng)注冊(cè)對(duì)話框注意：固定窗口和浮動(dòng)窗口中模型的放置方位沒有嚴(yán)格要求。Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法1）

固定窗口固定窗口中的模型數(shù)據(jù)位置保持不變。提示：可以按Ctrl+Z和Ctrl+Y撤消或恢復(fù)所選的點(diǎn)。一般盡量選擇n點(diǎn)注冊(cè)模式，有利于提高模型的對(duì)齊精度。2.手動(dòng)注冊(cè)對(duì)話框的選項(xiàng)及按鈕含義2）

浮動(dòng)窗口浮動(dòng)窗口中的模型數(shù)據(jù)通過移動(dòng)所選的特征點(diǎn)，和固定窗口的對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)齊。提示：注冊(cè)的原理是浮動(dòng)窗口的點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)所選特征點(diǎn)，與固定窗口模型數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)齊。因此，為了提高注冊(cè)效率，盡可能把數(shù)據(jù)量大的模型放在固定窗口。Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法3）

著色點(diǎn)若選定的對(duì)象是點(diǎn)云對(duì)象，通過著色點(diǎn)方式可提高掃描數(shù)據(jù)的可見性，方便觀察操作。2.手動(dòng)注冊(cè)對(duì)話框的選項(xiàng)及按鈕含義4）

顯示RGB顏色若對(duì)象中存在顏色信息，可通過此選項(xiàng)確定是否以顏色顯示對(duì)象。5）

注冊(cè)器單擊“注冊(cè)器”按鈕，系統(tǒng)按照所選特征點(diǎn)，將浮動(dòng)窗口的數(shù)據(jù)移動(dòng)到固定窗口數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)位置處，以實(shí)現(xiàn)各視角的數(shù)據(jù)對(duì)齊。6）清除單擊“清除”按鈕，取消模型上所選的各特征點(diǎn)。Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法7）

取消注冊(cè)若注冊(cè)結(jié)果不符合要求，通過取消注冊(cè)撤銷對(duì)齊操作。2.手動(dòng)注冊(cè)對(duì)話框的選項(xiàng)及按鈕含義8）修改使用“手動(dòng)注冊(cè)”命令時(shí)，可以使用“修改”設(shè)置指定修改浮動(dòng)對(duì)象路線的方法。此命令使用不多，故此處不多做講解，感興趣可以通過幫助文件進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解。修改對(duì)齊對(duì)話框視圖平面：允許在與當(dāng)前查看表面（計(jì)算機(jī)屏幕）平行的平面上修改浮動(dòng)對(duì)象的對(duì)齊方式。屏幕點(diǎn)：允許修改浮動(dòng)對(duì)象相對(duì)于單個(gè)選定點(diǎn)的對(duì)齊方式。用戶定義線：允許修改浮動(dòng)對(duì)象相對(duì)于定義的線的對(duì)齊方式。Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法對(duì)無序點(diǎn)云數(shù)據(jù)的對(duì)齊拼合，或者對(duì)手動(dòng)注冊(cè)后的點(diǎn)云做進(jìn)一步全面、整體的位置調(diào)整，使模型按照相交區(qū)域，將不同的對(duì)象以更理想的方式進(jìn)行對(duì)齊。3.全局注冊(cè)全局注冊(cè)對(duì)話框注冊(cè)模式：用于數(shù)據(jù)全局注冊(cè)時(shí)的偏差控制。分析模式：用于分析注冊(cè)對(duì)象的偏差值，通過色譜的形式表示偏差的分布和大小。全局注冊(cè)包含注冊(cè)模式和分析模式兩種功能。Part2數(shù)據(jù)對(duì)齊方法對(duì)無序點(diǎn)云數(shù)據(jù)的對(duì)齊拼合，或者對(duì)手動(dòng)注冊(cè)后的點(diǎn)云做進(jìn)一步全面、整體的位置調(diào)整，使模型按照相交區(qū)域，將不同的對(duì)象以更理想的方式進(jìn)行對(duì)齊。4.聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象命令通過兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)象。執(zhí)行聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象命令后，無論原始數(shù)據(jù)是有序還是無序，所產(chǎn)生的都是一個(gè)獨(dú)立的無序點(diǎn)對(duì)象。全局注冊(cè)包含注冊(cè)模式和分析模式兩種功能。聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象對(duì)話框Part3數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)用案例1）

導(dǎo)入掃描數(shù)據(jù)摩托車擋泥板掃描數(shù)據(jù)為三個(gè)視角的有序點(diǎn)云數(shù)據(jù)。1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊擋泥板掃描數(shù)據(jù)Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊2）觀察各視角數(shù)據(jù)結(jié)果為了方便觀察各視角掃描數(shù)據(jù)，便于規(guī)劃注冊(cè)公共特征點(diǎn)的選取，可通過模型管理器快捷菜單中的“隱藏”命令，將其它視角數(shù)據(jù)隱藏，單獨(dú)觀察某一視角數(shù)據(jù)結(jié)果。隱藏某視角數(shù)據(jù)視角1掃描數(shù)據(jù)2掃掃描視角數(shù)據(jù)視角3掃描數(shù)據(jù)Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊3）手動(dòng)注冊(cè)由于摩托車擋泥板為曲面模型，表面沒有明顯的特征點(diǎn)，因此模型掃描前，表面黏貼了若干個(gè)標(biāo)記球，為注冊(cè)提供了多個(gè)可選的公共特征點(diǎn)。因此，為了提高注冊(cè)精度，采用n點(diǎn)注冊(cè)方式。在模型管理器面板上選中各視角掃描數(shù)據(jù)，激活“手動(dòng)注冊(cè)”命令。圓形標(biāo)記球Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊3）手動(dòng)注冊(cè)將“合并的點(diǎn)1”作為固定窗口，“合并的點(diǎn)2”設(shè)為浮動(dòng)窗口，依次選擇公共特征點(diǎn)。注意：同一模型的各特征點(diǎn)最好不在一條直線，呈三角形或多邊形分布。視角1（合并的點(diǎn)1）和視角2（合并的點(diǎn)2）注冊(cè)第一次注冊(cè)結(jié)果Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊將注冊(cè)后的模型數(shù)據(jù)（組1）做為固定窗口，和視角3（合并的點(diǎn)3）的掃描數(shù)據(jù)做為浮動(dòng)窗口，進(jìn)行n點(diǎn)手動(dòng)注冊(cè)，分別選擇三個(gè)一一對(duì)應(yīng)的公共特征點(diǎn)。提示：可以一次將某一模型的各特征點(diǎn)依此選?。灰部梢栽趦蓚€(gè)模型上，將公共特征點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)選取。3）手動(dòng)注冊(cè)組1和視角3（合并的點(diǎn)3）注冊(cè)最終注冊(cè)結(jié)果Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊手動(dòng)注冊(cè)后可執(zhí)行全局注冊(cè)命令，對(duì)手動(dòng)注冊(cè)后的點(diǎn)云做進(jìn)一步全面的、整體的位置調(diào)整，通過對(duì)手動(dòng)注冊(cè)的模型重新定位，使模型按照相交區(qū)域?qū)⒉煌膶?duì)象以更完好的方式進(jìn)行注冊(cè)對(duì)齊。4）全局注冊(cè)提示：手動(dòng)注冊(cè)時(shí)，盡量將數(shù)據(jù)量大的模型做為固定窗口，可大大提高注冊(cè)效率。全局注冊(cè)對(duì)話框偏差分析注冊(cè)完成后，可進(jìn)行偏差分析，確定模型的注冊(cè)精度是否滿足需要。Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例5）合并點(diǎn)對(duì)象多視角數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊后，通過“合并”命令將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為三角面片數(shù)據(jù)。1.摩托車擋泥板多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊合并對(duì)話框合并結(jié)果Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例2.凸臺(tái)多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊1）導(dǎo)入掃描數(shù)據(jù)凸臺(tái)掃描數(shù)據(jù)為多視角的無序點(diǎn)云數(shù)據(jù)。導(dǎo)入多視角掃描數(shù)據(jù)有序點(diǎn)云在行列方向按恒定密度進(jìn)行排列無序點(diǎn)云不定的密度在空間任一位置存在Part3數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)用案例2.凸臺(tái)多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊2）聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象凸臺(tái)掃描數(shù)據(jù)為無序點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過“聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象”命令進(jìn)行多視角的數(shù)據(jù)對(duì)齊。聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象對(duì)話框聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象結(jié)果Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例2.凸臺(tái)多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊3）刪除雜點(diǎn)、降噪通過刪除非連接項(xiàng)、體外孤點(diǎn)、降噪等方式，刪除模型上的雜點(diǎn)數(shù)據(jù)?！斑x擇非連接項(xiàng)”對(duì)話框處理結(jié)果“選擇體外孤點(diǎn)”對(duì)話框Part3數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用案例2.凸臺(tái)多視角掃描數(shù)據(jù)注冊(cè)對(duì)齊4）封裝數(shù)據(jù)多視角數(shù)據(jù)對(duì)齊后，通過封裝命令將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為多邊形的三角面片數(shù)據(jù)。封裝對(duì)話框封裝結(jié)果Part4數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用總結(jié)進(jìn)入點(diǎn)階段后，首先觀察各視角所掃描的模型特征，為便于觀察，可通過“模

型管理器”中選中數(shù)據(jù)，單擊右鍵在快捷菜單選取“隱藏”，將某些視角數(shù)據(jù)

暫時(shí)不顯示。2.點(diǎn)階段模型數(shù)據(jù)以點(diǎn)云方式顯示，模型顏色為蘋果綠;在視窗左下角通過數(shù)字統(tǒng)

計(jì)當(dāng)前模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量，在模型管理器窗口中，數(shù)據(jù)名稱前有相應(yīng)的圖標(biāo)，

灰色表示模型隱藏。3.視圖窗口中，紅色表示選中數(shù)據(jù)；藍(lán)色表示模型外表面，黃色表示模型的內(nèi)表面。Part4數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用總結(jié)4.刪除孤點(diǎn)或非連接項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí)，若需保留的模型數(shù)據(jù)比較集中且容易選擇（孤點(diǎn)

數(shù)據(jù)比較分散且較多）時(shí)，可通過套索方式選中需保留區(qū)域數(shù)據(jù)，然后通過反

轉(zhuǎn)選區(qū)刪除孤點(diǎn)數(shù)據(jù)。5.選擇模型特征時(shí)，一定要注意檢查所選區(qū)域的正確性，以免發(fā)生誤刪除，Wrap

軟件中只能執(zhí)行一次撤銷操作。6.“一點(diǎn)注冊(cè)”方式中，模型的放置方位盡量接近，否則會(huì)影響注冊(cè)的結(jié)果和精度。Part4數(shù)據(jù)對(duì)齊應(yīng)用總結(jié)7.多邊形階段模型數(shù)據(jù)以三角面片方式顯示，模型顏色為藍(lán)色；在視窗左下角通過

數(shù)字統(tǒng)計(jì)當(dāng)前模型的三角面片數(shù)據(jù)量。8.一般無序的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過“聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象”進(jìn)行對(duì)齊。并通過“合并”或“封裝”轉(zhuǎn)化為多邊形數(shù)據(jù)。9.一般有序的點(diǎn)云數(shù)