逆向工程中數(shù)據(jù)分塊技術研究.pdf

1、逆向工程技術作為一種新的產品開發(fā)形式，在消化吸收國外先進技術，縮短產品開發(fā)周期、提升產品競爭力中發(fā)揮著重要的作用。在實際生產中，產品的外形一般多由規(guī)則曲面和自由曲面等通過拼接、過渡、縫合等組成。僅用單一曲面數(shù)學模型擬合產品外形曲面，難以保證重構曲面的精度和光順性要求。因此，在產品外形的曲面重構中，為降低重構曲面的描述難度，提高擬合質量，需對點云數(shù)據(jù)進行分塊。數(shù)據(jù)分塊是逆向工程中的關鍵技術之一，也一直是逆向工程的研究熱點和難點，數(shù)據(jù)分塊的

2、結果將直接影響后期曲面重構的效率、精度和光順性。
　　 數(shù)據(jù)分塊，是在獲取的產品點云數(shù)據(jù)基礎上進行的。但由于數(shù)據(jù)獲取方法、工作環(huán)境以及測量設備自身的原因，使測量所得到的高密度散亂點云數(shù)據(jù)存在著大量噪聲點、冗余數(shù)據(jù)和表面缺陷等，造成以此數(shù)據(jù)為基礎建立的三角網格模型存在孔洞、自交網格、法向量錯誤、重疊、頂點錯誤、孤立網格等錯誤，對后續(xù)數(shù)據(jù)分塊產生影響。針對這一問題，本文給出點云數(shù)據(jù)預處理的技術路線。首先，對三角網格模型中存在的錯誤三

3、角面片進行識別和刪除，形成只包含單一孔洞錯誤的三角網格模型。然后，針對單一孔洞錯誤進行集中修復。最后采用主曲率和主方向均勻的三角網格光順方法進行去噪處理。通過對試驗塊數(shù)據(jù)處理前后對比，驗證該方法可有效降低由于點云數(shù)據(jù)誤差對后續(xù)分塊產生的影響。
　　 本文在研究了現(xiàn)有數(shù)據(jù)分塊方法的基礎上，通過對產品外形特征的分析和總結，提出通過提取曲面之間過渡曲面來分割數(shù)據(jù)點云的方法。針對含有復雜過渡曲面和一般過渡曲面的產品外形不易分塊的問題，以

4、及分塊數(shù)據(jù)的凹凸一致性要求。通過分析基本曲面與過渡曲面法矢夾角變化特點，提出基于三角網格模型二次分塊方法，根據(jù)三角網格頂點法矢與種子點法矢夾角以及網格頂點高斯曲率正負情況，分兩次對數(shù)據(jù)點云進行分塊的方法，通過對包含基本曲面和過渡曲面的試驗塊分塊，證明了該方法的有效性和穩(wěn)定性。該方法為由基本曲面、自由曲面、尖銳邊界過渡曲面、一般過渡曲面和復雜過渡曲面組成的產品曲面分塊提供了依據(jù)。
　　 將本文研究結果應用于某型汽車轉向節(jié)叉殼體和某