逆向工程中曲线和曲面重构的研究

发布时间：2020-05-23 15:54

【摘要】：逆向工程中基于点云的三维模型重建,在许多应用中具有重要意义。然而测量系统和三维CAD系统之间无法直接结合,因为测量得到的数据是海量散乱点,三维CAD无法对之进行高效处理。这成为逆向工程的一个瓶颈。本论文研究设计一个Test3D软件,其设计思想是:第一步作为三维扫描仪器和三维CAD软件的接口模块,搭起二者之间的桥梁,然后在此基础上研究直接由点云做面的处理方法,目的是通过对点云处理后能直接输出可供CAM软件使用的曲面模型。 本论文的第一章阐述了逆向工程技术的应用背景、组成和原理。论述了在产品开发中应用逆向工程技术的各关键环节(即对象数字化、对象模型重构和对象加工)的原理和方法,并说明了本论文要重点研究的内容。第二章研究了如何自动由点云寻找特征点云带。本章在不附加物体表面上任何几何信息的条件下,通过寻找邻近点计算曲率,并通过曲率大小自动搜索物体表面特征区域。第三章对由离散点构建曲线进行了研究。在第二章得到特征点云带的基础之上,本章进而得到点云的特征点,并根据这些特征点生成自由曲线,这些自由曲线插值于特征点。第四章探讨了由海量散乱点重构曲面的技术。本章提出了一种新的曲面重构的方法,该方法兼备Bezier法和B样条法的优点,而且使用该方法得到的曲面是C2连续的.第五章对全文进行了总结。
【图文】：

规 CAD/CAM 系统，最终与产品数据管理系统（PDM 系统）融合的过程。工员和技术的高度协同、融合。随着计算机技术、快速仿形测量与数据处理技术、曲面重构技术、快速兴起，快速逆向工程技术（RRE:Rapid Reverse Engineering）应运而生趋向成熟，逐渐应用到生产实践中。这进一步提高了开发速度，缩短了技术主要包括以下三个方面：）快速仿形测量[6-10]。在满足既定要求（如功能关系、装配关系、精度要下，用三维数字化仪和其他测量系统对模型表面进行三维快速扫描测量的模型表面离散数据。）曲面重构技术[11-20]。首先将仿形测量的模型表面数据进行处理，然后合，实现曲面的模型重构，并进行修改和优化设计。）快速原型技术[21-24]。利用快速原型技术实现 CAD 模型的快速加工，并进行评估检验。通常快速逆向开发系统由以上三个模块组成，系统框图如图 1.1。

图 2.1 特征识别系统结构示意图 传统方法的局限性这些特征识别方法大都是从最低层的零件模型入手，从最基本的点、线、面开始对拾取的点、线、面进行基于某种规则的组合和匹配，构造一个特征实体，再和定义的加工特征进行比较匹配，断定加工特征的类型，抽取出相应的加工特征参数一些特征简单的模型是适用的，，而对那些较为复杂的箱体类零件，尤其是具有许特征的零件，这种识别方法的效率就不理想了。因为，特征发生相交后，有时会同程度的几何、拓扑信息的丢失，从而使特征无固定模型可寻，再加上对相交特解释的组合爆炸，又构成了相交特征识别中的新问题。例如要识别一个简单的正六面体，就必须先识别出 8 个点、12 条边，6 个面，而断边面连接的顺序方向，是凸面还是凹面，边与边相交的特点，以及面与面相交，由此判断出是否是正六面体特征。就这么简单的特征，计算量就很大，更何况特征识别了。如果特征发生相交导致了不同程度的几何、拓扑信息丢失，就难以
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH122

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本文编号：2677592