基于掃描點(diǎn)云的自由曲面造型技術(shù)研究.pdf

1、自由曲面造型是逆向程的重要研究內(nèi)容,造型的精度和質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)快速制造高質(zhì)量零件的重要保證。因此研究基于掃描點(diǎn)云的自由曲面造型技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。掃描點(diǎn)云是自由曲面造型的基礎(chǔ),它是通過三維激光掃描系統(tǒng)獲得實(shí)物樣件表面輪廓的三維數(shù)據(jù)信息。本文的確定目標(biāo)是通過對掃描點(diǎn)云進(jìn)行分析、處理,建立曲線曲面的數(shù)學(xué)模型,反求出樣件的CAD模型。論文對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)去噪處理、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)的光順、數(shù)據(jù)的修補(bǔ)利數(shù)據(jù)分塊技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研

2、究,采用了坐標(biāo)變換法把數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系中,在直觀檢查法、曲線檢查法和弦高差方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于鄰域的去噪算法,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去噪處理,完成了一種基于曲率變化的數(shù)據(jù)壓縮方法。將數(shù)據(jù)的光順問題轉(zhuǎn)化成曲線光順問題,通過在曲線上均勻采樣的方法米實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的光順。通過實(shí)際應(yīng)用表明所提方法去噪效果好,數(shù)據(jù)的壓縮效率高,數(shù)據(jù)的均勻程度也有了大大提高。在曲線曲面重構(gòu)過程,基于最小二乘擬合,切比雪夫曲線擬合和NURBS曲線曲面擬合原理,對由

3、型值點(diǎn)反算控制點(diǎn)的具體方法利步驟,以及四邊域網(wǎng)格和三角網(wǎng)格的曲面擬合方法進(jìn)行了研究,完成了理論分析、算法設(shè)計(jì)及程序編制,仿真試驗(yàn)結(jié)果表明擬合精度不與擬合階次成正比,而是在達(dá)到一定的擬合階次后,擬合精度呈穩(wěn)定狀態(tài),這為擬合方法的選擇提供了依據(jù)。在討論曲線曲面擬合的基礎(chǔ)上,對曲線曲面拼接和曲面光順方法作了研究,給出了拼接和光順的方法和曲面精度的評價(jià)準(zhǔn)則。文中以Visual C++和OpenGL為工具開發(fā)了基于掃描點(diǎn)云的自由曲面造型軟件“My