散亂點云與CAD模型比對研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著智能設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展，自由曲線和曲面技術(shù)被廣泛的運用于產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中。為此迫切需要有效的技術(shù)手段實現(xiàn)CAD數(shù)字模型和被加工后的零部件精確檢測與對比。三維掃描技術(shù)和三維散亂點云獲取技術(shù)由于其高效、便捷、高精度等特點取代了傳統(tǒng)的模板法成為數(shù)字模型檢測與比對的主要手段。由于三維模型中大量存在的尖銳特征，以及三維點云獲取技術(shù)和三維掃描技術(shù)在尖銳特征位置功能受限的缺點，使得數(shù)字模型對比結(jié)果的精確程度在尖銳特征區(qū)域大幅下降甚至失效。

2、在對三維點云獲取、三維點云與數(shù)字模型比對、散亂點云特征提取與處理等核心關(guān)鍵技術(shù)深入廣泛研究的基礎(chǔ)上，重點研究了顧及尖銳特征的散亂點云與CAD模型的比對與檢測方法，并取得了一下研究成果:
　　1.研究并實現(xiàn)了散亂點云尖銳特征的識別與提取方法。該算法首先計算散亂點云數(shù)據(jù)中采樣點與其對應(yīng)的加權(quán)鄰域重心之間的離差，對應(yīng)點之間離差大于給定閾值的點被標志為尖銳特征候選點。利用點云數(shù)據(jù)的局部鄰域的主成分分析的方法估算散亂點云數(shù)據(jù)在該點的法向量，

3、利用張量投票的方法平滑估算得到的散亂點云的法向場。將散亂點云中采樣點和其對應(yīng)加權(quán)鄰域重心之間的離差投影到對應(yīng)點的法向方向，消除了候選的尖銳特征點集中因為采樣密度的不均勻以及邊界點所引起的尖銳特征點集誤判。
　　2.研究并實現(xiàn)了顧及尖銳特征的點云數(shù)據(jù)與CAD模型對應(yīng)關(guān)系的快速準確建立方法。采用半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(Half Edge)表達CAD模型表面上所有點、邊以及三角面片的拓撲關(guān)系，以此快速遍歷所需要的幾何元素特征信息。在確立三維點云中