徑向基函數(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用研究.pdf

1、逆向工程技術(shù)已在諸多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，但仍有許多問題有待進(jìn)一步研究。本文在已有研究工作的基礎(chǔ)上，引入新的思想方法和數(shù)學(xué)工具，應(yīng)用徑向基函數(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，深入研究了散亂點云模型重建和任意拓?fù)淙蔷W(wǎng)格模型修復(fù)技術(shù)，以期拓展解決問題的技術(shù)手段，在某種程度上改進(jìn)現(xiàn)有方法的效果、效率和穩(wěn)定性等。論文的主要研究內(nèi)容和成果概括如下： 1. 提出并實現(xiàn)了一種基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三角網(wǎng)格模型修復(fù)算法。該算法以孔洞邊界附近若干重相鄰三角片的

2、頂點作為樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，運用已訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)填充孔洞的三角片頂點的坐標(biāo)值優(yōu)化，并對三角片的形狀進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最終實現(xiàn)模型的修復(fù)。通過與國際著名逆向工程軟件Geomagic 進(jìn)行對比測試，表明算法的修復(fù)速度較快、效果較好。 2. 研究了基于徑向基函數(shù)的體數(shù)據(jù)場技術(shù)，提出了一種修復(fù)三角網(wǎng)格模型的算法。該算法使用徑向基函數(shù)建立孔洞曲面的隱式方程，將新增三角片頂點映射到孔洞曲面上，可實現(xiàn)一般孔洞、島嶼孔洞和非封閉孔洞等多種類型孔

3、洞的修復(fù)。算法可以保證最終修復(fù)的孔洞曲面同其周圍曲面保持良好的幾何一致性，尤其對曲率變化急劇部位處孔洞的修復(fù)獲得了良好的、優(yōu)于國內(nèi)文獻(xiàn)中報道的效果，對數(shù)據(jù)缺損比較嚴(yán)重的孔洞的修復(fù)效果不遜色于Geomagic 軟件。提出了一種運用徑向基函數(shù)建立顏色場的巧妙算法，實現(xiàn)了帶顏色屬性的三角網(wǎng)格模型孔洞的修復(fù)，獲得了良好的效果。 3. 研究了基于緊支撐徑向基函數(shù)的模型重建技術(shù)，提出了一種點云簡化算法，并運用緊支撐徑向基函數(shù)實現(xiàn)了簡化后點集

4、的隱式曲面模型重建及其誤差分析；提出了一種新穎巧妙的思路，運用緊支撐徑向基函數(shù)實現(xiàn)了三角網(wǎng)格模型頂點的隱式曲面重建，基于體數(shù)據(jù)場方法和步進(jìn)立方體算法實現(xiàn)了三角網(wǎng)格模型等距面的生成，解決了等距自交問題，可與快速原型制造、數(shù)控加工實現(xiàn)集成。 4. 研究了基于自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型重建技術(shù)，提出了一種神經(jīng)元初始化方法，采用對散亂點云分塊學(xué)習(xí)的策略，顯著提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)效率，并改善了網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)效果，實現(xiàn)了光滑B 樣條曲面模型重建；