基于CGAL的点云重建任务表

学习阶段对应课题核心任务CGAL 核心模块优先级分步骤学习动作核心知识点阶段学习目标官方文档入口阶段 0前置基础准备环境验证、CGAL 基础语法与内核熟悉CGAL 核心内核Kernel低1. 跑通 CGAL 基础几何示例2. 熟悉Point_3/Vector_3/Plane_3等基础几何类型3. 验证 Qt 可视化环境1. CGAL 内核与几何原语2. traits 类概念3. 项目 CMake 配置规范完全掌握 CGAL 基础几何类型能独立编写简单 3D 几何程序CGAL Hello World 教程File阶段 1点云预处理与配准原始点云去噪、降采样、法向量计算、多站点云配准Point_set_processing_3最高基础中的基础1. 点云 IOPLY/XYZ 格式点云读写2. 点云清洗离群点去除、去噪滤波3. 点云简化随机 / 均匀降采样4. 法向量估算基于邻域的法向量计算与定向5. ICP 配准多帧点云刚性对齐你已入门1. 点云数据结构Point_set_32. 离群点去除算法3. 法向量估算原理4. ICP 配准参数调优输出干净、带法向量、配准完成的围岩点云为后续重建做准备Point_set_processing_3 手册File阶段 2围岩三维曲面重建基于预处理后的点云生成围岩实体三维网格模型Surface_reconstruction_points_3最高核心任务 11. 泊松曲面重建Poisson封闭围岩网格生成2. 前进面重建稀疏 / 破损点云的表面重建3. 重建后网格修复补洞、自交处理4. 网格简化降低面数提升后续切割计算效率1. 泊松重建原理与参数调优2. 水密性Watertight网格生成3. 三角网格修复与简化输出水密、无错误、轻量化的围岩三角网格模型可直接用于后续切割Surface_reconstruction_points_3 手册File阶段 3结构面平面提取与建模从围岩点云中识别、提取结构面生成结构面三维模型Shape_detection最高核心任务 21. RANSAC 平面检测从点云中批量提取结构面2. 区域生长算法优化结构面边界3. 平面参数提取获取结构面的产状走向、倾向、倾角4. 结构面网格生成无限平面转为有限尺寸的结构面模型1. RANSAC 算法原理与参数调优2. 多平面批量检测3. 平面几何参数计算4. 结构面与围岩网格的空间匹配输出带精准产状参数、空间位置匹配的结构面模型为切割做准备Shape_detection 手册File阶段 4围岩 - 结构面几何切割用结构面 / 开挖面对围岩网格进行切割生成离散块体入门首选Polygon_mesh_processing进阶精确切割Nef_3最高课题核心目标1. 网格预处理确保围岩网格水密、无自交2. 网格布尔运算用结构面对围岩进行差集 / 交集切割3. 多面连续切割多个结构面依次切割生成块体集合4. 块体提取从切割后的网格中拆分出独立块体1. 网格布尔运算Corefinement2. 网格拓扑修复3. 多面体切割逻辑4. Nef 多面体的精确几何表示完成围岩 - 结构面的全流程切割输出拆分完成的独立块体集合Polygon_mesh_processing 手册FileNef_3 手册File阶段 5切割后块体分析与后处理识别不稳定块体计算块体几何参数为稳定性分析做准备Polygon_mesh_processingAABB_tree3D Triangulations中课题延伸1. 块体几何参数计算体积、表面积、重心2. 块体拓扑分析自由面、临空面识别3. 空间碰撞检测块体与围岩的接触关系分析4. 块体可视化用 Qt 实现块体的颜色区分与交互查看1. 网格属性计算2. AABB 树快速空间查询3. 三角网格拓扑分析4. CGAL-Qt 可视化交互输出每个块体的关键几何参数完成不稳定块体的初步识别对接后续岩土力学稳定性计算AABB_tree 手册File3D Triangulations 手册File