逆向工程中二次曲面及簡(jiǎn)單自由曲面提取技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程技術(shù)作為消化吸收先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品快速開發(fā)的重要支撐技術(shù)，已成為制造業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的逆向工程幾何模型重構(gòu)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)，包括組成物體各表面的曲面提取以及約束關(guān)系提取。它不僅可以大大提高重構(gòu)模型的精度，而且便于產(chǎn)品的再設(shè)計(jì)。 本文主要針對(duì)曲面提取技術(shù)進(jìn)行深入研究。重點(diǎn)研究了基于離散點(diǎn)云的法矢曲率精確估算、二次曲面提取和拉伸面、旋轉(zhuǎn)面提取等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開發(fā)出一個(gè)軟件原型系統(tǒng)

2、，對(duì)本文的理論、方法和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。論文的主要成果包括： 1.提出了一種改進(jìn)的法矢和曲率估算方法。逆向工程中一個(gè)基本而關(guān)鍵的步驟是基于離散數(shù)據(jù)點(diǎn)估算法矢和曲率，現(xiàn)有估算方法的計(jì)算精度和抗噪聲能力均無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，本文針對(duì)傳統(tǒng)估算方法的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，提出以傳統(tǒng)方法估算的法矢為初值，通過送代的方式不斷對(duì)其進(jìn)行修正和優(yōu)化，最終得到滿足精度要求的結(jié)果。 2.研究了二次曲面的提取技術(shù)。初步探討了曲面識(shí)別的基本方法，并依

3、據(jù)曲面類型深入研究了各種常見二次曲面的提取方法。提出了使用基于實(shí)數(shù)編碼的遺傳算法來解決二次曲面提取這樣的多參數(shù)尋優(yōu)問題，分析并實(shí)現(xiàn)了基于最小二乘法的二次曲面提取技術(shù)，并將遺傳算法的提取結(jié)果與最小二乘法進(jìn)行比較，分析了遺傳算法和最小二乘法各自的特點(diǎn)。 3．研究了拉伸面和旋轉(zhuǎn)面提取技術(shù)。在常規(guī)估算方法的基礎(chǔ)上，提出了采用RANSAC算法來提高拉伸方向及旋轉(zhuǎn)軸的估算精度和抗噪聲能力。針對(duì)由直線和圓弧構(gòu)成的復(fù)雜輪廓線，采用基于特征點(diǎn)的方