基于逆向工程的肺氣管建模及應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、自由曲面造型是逆向工程的重要研究內(nèi)容,造型的精度和質(zhì)量是實現(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云的自由曲面造型技術(shù)具有重要的理論意義和實用價值。論文針對肺氣管的實物模型,通過CMM掃描獲取樣件“點云”數(shù)據(jù),經(jīng)過分析和預(yù)處理,建立肺氣管的曲線曲面的數(shù)字模型,反求出樣件的CAD模型并對其結(jié)構(gòu)進行分析,試圖找出人體肺部支氣管與汽車排氣系統(tǒng)相似性,為汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計提供仿生依據(jù)。通過三坐標(biāo)測量機(CMM)編程,獲得支氣管模型樣件表

2、面輪廓的三維點云數(shù)據(jù)信息,研究了“點云”數(shù)據(jù)的噪聲來源、噪聲分類、去噪、數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)精簡和數(shù)據(jù)擬合技術(shù)。在弦高差法去除“跳點”的基礎(chǔ)上,根據(jù)“點云”噪聲特點采用權(quán)重可調(diào)的高斯低通濾波器對“點云”進行平滑濾波處理,以三點曲率估計為基礎(chǔ),建立了多點曲率估計法,完成了基于曲率變化的數(shù)據(jù)精簡。分析了曲面重構(gòu)的基本方法,采用三角Bezier曲面為基礎(chǔ)的三邊域曲面重構(gòu)方法以Geomagic Studio軟件為工具,對獲得的肺氣管“點云”進行了曲面

3、重構(gòu),重點分析了從點到多邊形以及最終形成曲面的參數(shù)設(shè)置問題。針對重構(gòu)精度問題,論文借用曲面輪廓度的概念,從公差帶的角度對重構(gòu)幾何誤差進行了定量地的分析,獲得了重構(gòu)曲面對“點云”的偏差分布。另一方面,在分析曲面光順度及曲面品質(zhì)分析方法的基礎(chǔ)上,借用Imageware結(jié)合重構(gòu)曲面的反射線分析圖、斑馬線分析圖、曲率分布圖和真實感圖,對重構(gòu)表面的視覺品質(zhì)進行了綜合評價。論文在分析支氣管的解剖結(jié)構(gòu)及其生理功能的基礎(chǔ)上,獲得了肺氣管的結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究