面向局部点云信息缺失的模型重构方法研究

作     者：常正平 袁国帅 李玖桦 赵阳 王仲奇 

作者机构：西北工业大学机电学院 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBMS-318) 国家自然科学基金项目(52175450,51905443) 

主　　题：局部点云 信息缺失 模型重构 拉普拉斯网格变换 

摘      要：面向新一代航空航天型号高性能制造需求，基于实测数据的性能预测方法愈来愈得到广泛应用。然而，受限于零件尺寸大、结构遮挡多和设备性能，难以获得零件完整的实测数据，影响了产品性能预测精度。为此，提出面向局部点云缺失的模型重构方法，构建扫描区域与点云缺失区域的拓扑关系，求得缺失区域的表面点集。首先提取理论三维模型表面几何信息，并将其转换至拉普拉斯坐标系下；其次，将扫描点云数据进行划分，结合粗配准与ICP精配准算法进行区域匹配，得到理论模型上与扫描点云对应的区域；然后采用拉普拉斯网格变换使匹配区域驱动理论三角网格发生形变，并用扫描点云替换对应区域，得到零件完整点云。最后，以飞机起落架外筒为例，采用传统方法与本文方法进行对比，发现当扫描点云覆盖达到一定范围时，所提方法的最大偏差为0.145mm，显著低于传统方法的0.717mm，验证了该方法在重构模型精度上的提升。