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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Reconstrução de superfícies tridimensionais utilizando B-splines com peso associado à redução do número de pontos de controle
Other Titles: Tridimensional surface reconstruction using weighted B-Spline associated to control points reduction
metadata.dc.creator: Fanti, Carlos Eduardo
metadata.dc.contributor.advisor1: Carvalho, João Carlos Mendes
metadata.dc.contributor.referee1: Duarte, Marcus Antônio Viana
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Plínio José
metadata.dc.description.resumo: A reconstrução de superfícies tridimensionais pode ser dividida em duas partes: leitura da superfície do objeto a ser reconstruído e aplicação de um algoritmo para reconstruir a superfície tridimensional. A primeira se refere à leitura do objeto para a obtenção da nuvem de pontos que representa a sua superfície que, em geral é constituída por milhares de pontos que se distribuem em torno da superfície real do objeto. Para esta etapa a dissertação apresenta um estudo realizado na leitura do laser de um digitalizador afim de criar uma nuvem de pontos baseada nas suas características de leitura. A segunda etapa da reconstrução é a aplicação do algoritmo de reconstrução da superfície que deve, a partir da nuvem de pontos, retirar informações da superfície, filtrando possíveis erros, para realizar a reconstrução da superfície. A dissertação apresenta uma metodologia que se baseia na divisão da nuvem em seções transversais, a cada seção é aplicada um método de redução de pontos baseado em definições de micro-regiões e o cálculo de centros de massas para cada uma destas, para então realizar uma seleção dos centros de massas mais prováveis a pertencerem ao perfil da seção transversal. Em seguida é realizado um pré-cálculo de parâmetros para possibilitar o melhor ajuste de uma BSpline cúbica com peso a saber: cálculo dos pesos aplicados a cada ponto a ser ajustado, que é realizado em função do raio de uma circunferência formada a cada três pontos consecutivos; definição dos melhores pontos de início da curva para obtenção do melhor ajuste de curva; cálculo do vetor derivada no ponto de fechamento da curva para assim proporcionar um fechamento continuo e a definição do melhor número de pontos de controle para o melhor ajuste de curva. Uma vez calculados todos os parâmetros é possível realizar o ajuste da curva B-Spline cúbica com peso pela aplicação de um ajuste com restrições de interpolação e derivada aos pontos de início e fim utilizando o método dos mínimos quadrados. Por fim é então possível realizar a interpolação das curvas ajustadas às seções transversais na direção longitudinal para obtenção de uma superfície bidirecional suave que melhor represente o objeto real.
Abstract: The reconstruction of three-dimensional surfaces can be divided into two parts: obtaining the surface coordinates of the object to be reconstructed and the application of an algorithm to reconstruct the three-dimensional surface. The first one is to obtain a cloud of points representing the surface which generally consists of thousands of points distributed around the actual surface of the object. For this step the dissertation presents a study from a scanner s laser in order to create a cloud of points based on its reading features. The second stage of reconstruction consists in the application of the surface reconstruction algorithm that enable, from the cloud of points, to get the surface information by filtering out possible errors, to perform the surface reconstruction. This dissertation presents a methodology which is based on the division of the point cloud into cross sections, where in each section is applied a method for reducing the points based on definition of micro-regions and the calculation of their center of mass and then, performing a selection of the center of mass that can be considered as belonging the surface. Next parameters are obtained to allow the best fitting of a weighted cubic Bspline namely: calculation of the weights applied to each point to be adjusted, which is performed as a function of radius of a circle formed by three consecutive points; definition of the best starting points of the curve to obtain the best curve fitting; calculation of derived vector in the closing point of the curve so as to provide a continuous closing and the definition of the optimal number of control points for the best curve fitting. Once all parameters had been obtained is possible to perform the adjustment of the weighted cubic B-spline curve by applying an adjustment with interpolation and derived constraints from the beginning and end points using the least squares method. Finally, it is possible to perform interpolation of the adjusted curves to the cross sections in the longitudinal direction to obtain a smooth bi-directional surface that best represents the actual object.
Keywords: Reconstrução de superfície
B-Spline com peso
Ajuste de curva
Digitalizador 3D
Surface reconstruction
Weighted B-Spline
Curve fitting
3D digitizer
Curvas em superfícies
Engenharia - Superfícies
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: FANTI, Carlos Eduardo. Tridimensional surface reconstruction using weighted B-Spline associated to control points reduction. 2016. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15013
Issue Date: 17-Feb-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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