不規(guī)則礦體的三維建模與虛擬切割.pdf

1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,虛擬制造與三維建模的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,而虛擬切割等虛擬加工技術(shù)是虛擬制造的底層關(guān)鍵技術(shù)。三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的三維建模以及三維模型的虛擬切割等虛擬加工技術(shù)的出現(xiàn),為生產(chǎn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新提供了先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)。
　　虛擬切割操作是一種交互式操作手段,能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)對(duì)象的切割過(guò)程進(jìn)行模擬,得到最佳的操作方案。設(shè)計(jì)人員能夠直接從三維物體和構(gòu)思入手,通過(guò)對(duì)三維模型的仿真能夠更加直觀的分析和處理三維數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案以及對(duì)其進(jìn)行可行性和可靠

2、性分析。隨著三維建模和虛擬切割技術(shù)的日趨成熟,出現(xiàn)了許多好的建模技術(shù)與軟件,本文針對(duì)虛擬雕塑和鉆石切割等領(lǐng)域,探討了如何進(jìn)行三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理,即三維離散點(diǎn)云的數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)技術(shù),以及根據(jù)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)進(jìn)行三維建模。設(shè)計(jì)了一種基于三維凸殼模型的虛擬切割方法,通過(guò)凸殼頂點(diǎn)以及邊界面集合求取使三維凸殼模型經(jīng)過(guò)虛擬切割后能夠滿(mǎn)足特定要求規(guī)格,比如獲取一個(gè)體積最大的球體或正多面體。
　　論文的主要工作如下:
　　(1)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)數(shù)據(jù)量大和

3、建模數(shù)據(jù)精度高是三維虛擬技術(shù)的特點(diǎn),且通常包括大量的冗余數(shù)據(jù),本文在對(duì)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)相關(guān)算法的學(xué)習(xí)研究之后,對(duì)基于聚類(lèi)平面特征的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)算法進(jìn)行了優(yōu)化。
　　(2)通過(guò)分析對(duì)比各種三維建模技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),最后利用極值點(diǎn)結(jié)合快速凸包技術(shù)和四面體剖分算法進(jìn)行離散點(diǎn)集的凸殼求取,實(shí)現(xiàn)了一種較好性能的三維凸殼模型的建模和體積計(jì)算方法。
　　(3)研究了幾種虛擬切割算法,并進(jìn)行了比較分析。在此基礎(chǔ)上提出一種對(duì)三維凸殼模型的虛擬切割方法