基于約束和特征的結(jié)構(gòu)類零件實(shí)體模型重建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足結(jié)構(gòu)類零件實(shí)體模型重建的需要,提高模型重建質(zhì)量,并使重建的模型便于后續(xù)改型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工,本文從工程實(shí)際出發(fā),對(duì)基于約束和特征的實(shí)體模型重建方法進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的研究,重點(diǎn)研究了以下兩種實(shí)體模型重建方法:一種是基于約束的多張曲面同步擬合及B-rep實(shí)體模型生成方法;另一種是直接從測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取信息進(jìn)行實(shí)體特征模型重建的方法.圍繞上述兩種方法,本文重點(diǎn)研究了結(jié)構(gòu)類零件的數(shù)據(jù)測(cè)量和預(yù)處理、平面輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)分段及基于約束的草圖輪廓生

2、成、基于約束的多張曲面同步擬合和B-rep實(shí)體模型生成以及基于特征的實(shí)體模型重建等關(guān)鍵技術(shù),提出了一些新的思路和方法,并用實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證.論文主要內(nèi)容和成果如下:研究了針對(duì)結(jié)構(gòu)類零件的數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù),給出了采用光學(xué)測(cè)量法對(duì)結(jié)構(gòu)類零件進(jìn)行測(cè)量時(shí)的測(cè)量原則,有助于提高測(cè)量效率和測(cè)量精度,然后利用給出的測(cè)量原則完成了若干典型結(jié)構(gòu)類零件的數(shù)據(jù)測(cè)量,測(cè)量效果令人滿意.研究了結(jié)構(gòu)類零件實(shí)體模型重建的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù),給出了數(shù)據(jù)點(diǎn)法矢和曲率的計(jì)算方法;提

3、出了一種ICP改進(jìn)算法,導(dǎo)出了視圖之間定位所需旋轉(zhuǎn)變換和半移變換的計(jì)算公式,有效地解決了不存在明確對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)點(diǎn)集的定位問題,在多視拼合時(shí)采用邊定位邊合并的方法,減少了順序拼合引起的誤差,提高了結(jié)構(gòu)類零件測(cè)量數(shù)據(jù)的多視拼合精度和速度;提出了一種基于設(shè)計(jì)意圖的數(shù)據(jù)分塊方法,從而將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適于模型重建的"造型數(shù)據(jù)".研究了根據(jù)平面輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行基于約束的草圖輪廓重建技術(shù),研究了基于特征點(diǎn)的半面輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)分段方法,提出了一種新的基于遺

4、傳算法的平面輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)分段方法,從而可以根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)際分布情況合理選用不同的方法實(shí)現(xiàn)平面輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)的快速準(zhǔn)確分段;提出了分段曲線之間的約束自動(dòng)識(shí)別和基于約束的多段曲線同步擬合的方法,從而可以由同步擬合結(jié)果生成滿足模型重建需要的草圖輪廓.研究了根據(jù)分塊點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行基于約束的多張曲面同步擬合和B-rep實(shí)體模型生成的技術(shù),提出了一種根據(jù)分塊點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面類型的自動(dòng)識(shí)別、曲面間約束的自動(dòng)提取和基于約束的多張曲面同步擬合的方法,不僅提高了由