逆向工程中基于離散點云的噪聲預處理及模型重構技術研究.pdf

1、本學位論文的主要創(chuàng)新點如下：
　　 1.針對分布沒有任何規(guī)律、點云之間沒有任何拓撲關系的完全離散的三維點云數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)計概率理論，提出了一種基于單邊左側四分位數(shù)法的離散點云濾波新算法。(第3章)
　　 2.首次將自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)應用在逆向工程的自由曲面重構中，對相關的理論算法給出了推導過程，并結合大量的工程實例對該算法在逆向工程的應用進行了分析論證，結果證明，自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)在對具有復雜型面的物體重構方面比人

2、工神經(jīng)網(wǎng)絡方法有較高的重構精度和較快的重構速度，而且還對那些人工神經(jīng)網(wǎng)不能重構的具有復雜型面的工件具有良好的重構結果。(第4章)
　　 3.提出了一種基于空間鄰域點云耦合的自由曲面重構新方法，并對具體的重構過程給出了具體的理論算法，結合具體的工程實例和人工神經(jīng)網(wǎng)進行了比較，結果證明，和神經(jīng)網(wǎng)方法相比，本文提出的新算法具有較高的重構精度和較快的重構速度，而且還可以對那些神經(jīng)網(wǎng)不能重構的復雜工件進行重構，最后還同對復雜工件同樣具有較

3、強重構優(yōu)勢的自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)重構方法進行了比較，結果顯示，本文提出的重構新算法在重構精度和重構速度方面略勝一籌。(第4章)
　　 隨著計算機、數(shù)控、激光測量、視覺技術的高速發(fā)展，以及新的原理、技術的不斷出現(xiàn)，逆向工程已經(jīng)成為消化、吸收先進技術，實現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要設計手段，現(xiàn)已被廣泛應用于機械加工、電子、模具等行業(yè)中產(chǎn)品的改型設計與創(chuàng)新設計，在考古、醫(yī)學、影視等行業(yè)也有逆向工程的痕跡。本文主要圍繞逆向工程中離散三維點云

4、數(shù)據(jù)的噪聲預處理以及基于離散點云的三維模型重構兩個方面進行研究。
　　 在數(shù)據(jù)的噪聲預處理方面，主要完成以下兩方面的工作：
　　 1.基于逆向工程背景，研究了小波理論應用于離散三維數(shù)據(jù)處理的必要性及可行性。提出了基于小波的掃描線點云數(shù)據(jù)濾波算法。
　　 2.針對分布沒有任何規(guī)律、點云之間沒有任何拓撲關系的完全離散的三維點云數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)計概率理論，提出了一種基于單邊左側四分位數(shù)法的離散點云濾波新算法。
　　

5、 本文在自由曲面的模型重構方面主要有以下四方面的工作：
　　 1.結合三維型面數(shù)字化重構工程背景，研究了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)的自由曲面重構方法，結果證明，該算法對一般的工件有較高的重構精度和較快的重構速度。
　　 2.針對ANN模型重構算法僅適用于重構一般工件的局限性，本文提出了基于自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)(ANFIS)的自由曲面重構方法。首次將自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)應用于逆向工程的自由曲面重構中，對相關的理論算法給

6、出了推導過程，并結合大量的工程實例對該算法在逆向工程的應用進行了分析論證。結論表明，和人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法相比，自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)能夠對具有復雜型面的物體進行重構，且在重構精度和重構速度方面具有較強的優(yōu)勢，除此之外，該方法還可以對人工神經(jīng)網(wǎng)不能重構的具有復雜型面的工件進行良好的重構。
　　 3.為了進一步提高對復雜工件重構的精度和速度，本文提出了一種基于空間鄰域點云耦合的自由曲面重構新方法(SMSNPC)，并對重構過程給出了具體

7、的理論算法，結合工程實例和人工神經(jīng)網(wǎng)進行了比較，結果證明，所提出的新算法不僅對重構精度與速度有了明顯的改善，而且還可以對神經(jīng)網(wǎng)不能表達的復雜工件進行重構，最后，同對復雜工件同樣具有較強重構優(yōu)勢的自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)重構方法進行了比較，結果顯示，本文提出的重構新算法在重構精度和重構速度方面略勝一籌。
　　 4.研究了傳統(tǒng)的基于B-spline的參數(shù)化模型。對B樣條曲線和B樣條曲面的有關理論知識進行了研究和分析，并給出了已知型值點