论文总字数：14803字

摘 要

作为一种高速发展的测绘技术，三维激光扫描技术已经成为测绘方面一个热门技术。其能够在不触碰被测对象的前提下，高效实时地取得该物体的表面数据特征，并且其取得的数据具有高准确度、密度大等特征。在数字城市的建设、建筑物文物的建模、测绘工程等方面被广泛的运用。

本篇文章主要研究利用三维激光扫描技术重建雕像模型，介绍了如何采集雕像点云数据，给出点云数据的加工原理与方法，讲解了利用软件对数据进行加工建模的步骤。最后总结全文并对进一步的研究工作提出展望。

关键词：点云数据 雕像建模 三维激光扫描

Three - Dimensional Modeling and Visualization of Statues Based on Point Cloud

Abstract

As a high-tech development of high-tech, three-dimensional laser scanning technology has become a new trend in the field of surveying and mapping. It can obtain the surface data characteristics of the object in a fast and real time without touching the measured object, and the data obtained by it has high precision and high density. In the digital city construction, building cultural relics modeling, mapping engineering and so on are widely used.

This article mainly focuses on the application of 3D laser scanning technology in the modeling of statues, introduces the process of statistic data acquisition, gives the processing principle and method of point cloud data, explains the use of software to process point cloud data and builds Model steps. Finally, the research of this article is summarized and the prospect of further research is put forward.

Key Words: Point cloud data; Statue modeling; Three - dimensional laser scanning technology

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 三维激光扫描技术 1

1.1.2 逆向工程 1

1.2 研究现状 1

1.2.1 国内现状 2

1.2.2 国外现状 2

1.3 研究意义 2

1.4 研究内容与组织结构 3

1.4.1 研究内容 3

1.4.2 组织结构 4

1.5 本章小结 4

第二章 雕像点云数据的获取 5

2.1雕像的选取 5

2.2 仪器的选择 5

2.3 数据的采集 6

2.3.1 场地勘察 6

2.3.2 标靶的放置 6

2.3.3 数据采集 6

2.4 本章小结 6

第三章 点云数据的预处理 7

3.1 点云数据的特点 7

3.2 点云数据的处理流程 7

3.3噪声处理 8

3.3.1 噪声点分类 8

3.3.2 利用Scene软件去噪 9

3.3.3 利用Geomagic Studio软件进行去噪处理 9

3.4 数据配准 11

3.4.1 数据配准原理 11

3.4.2 利用标靶进行点云配准 12

3.4.3 ICP算法 13

3.4.4 软件实现配准 14

3.5 数据压缩 14

3.6 本章小结 14

第四章 雕像建模的实现 15

4.1 格网建立 15

4.2 孔洞修复 16

4.3 平滑处理 17

4.4 本章小结 17

第五章 雕像模型贴图 18

5.1 纹理映射 18

5.2 软件介绍 18

5.3 模型细分 18

5.4 材质纹理制作 19

5.5 模型贴图 20

5.6 本章小结 21

第六章 总结与展望 22

6.1 论文总结 22

6.2 论文展望 22

参考文献 23

致谢 24

绪论

1.1 研究背景

1.1.1 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是近些年测绘方面的一次全新突破，是一项发展飞快并且走向成熟的热点研究技术。它不同于传统的测量方法，三维激光扫描利用激光，在不接触目标物体的前提下，对其进行测量，获取其表面信息。通过这一技术获得的点数据量比较大并且比较密集，称之为点云。相对于传统测量技术，三维激光扫描技术具有许多比较明显的优点，它可以全天候工作、数据获取的速度快、数据精度高、自动化程度高。

利用三维激光扫描获取的数据进行建模，可以高度还原被测物的表面特征细节，使建出的模型更趋近于真实。

1.1.2 逆向工程

随着人类社会的进步，网络技术的发展，人们不断的追求个性化的新的消费品，使得产品的生命周期变得很短，产品的种类日趋增多，批量日趋减少。当今的企业的一条生产设计思路为基于已存在的产品进行二次设计，结合当前先进的技术与消费者的需求。尽量缩短这一过程成为现代企业所追求的目标。在这种背景下，逆向工程产生了。

逆向工程，又称为逆向技术，是指对一实物或者是模型进行重建以及创新。对于已经存在的物体，可以利用三维激光扫描仪器快速、高精度地测出其外形特征数据，在逆向软件中实现模型重建，本次设计主要使用的逆向软件为Geomagic。之后再导入CAD、3DMAX等三维软件中进行进一步的开发操作。

1.2 研究现状

三维激光扫描技术于二十世纪末开始出现，并且一直得到国内外的广泛关注。

1.2.1 国内现状

在国内，三维激光扫描技术出现较外国比较迟，不过近几年，该技术越来越得到重视，发展十分快速。

最近几年，国内很多领域将三维激光扫描技术运用于实际中。

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