反求工程中一類規(guī)則曲面特征提取關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，產(chǎn)品制造已呈現(xiàn)全球化趨勢，國際競爭日益加劇，這種國際競爭主要是產(chǎn)品創(chuàng)新能力的競爭，表現(xiàn)在產(chǎn)品生命周期不斷縮短，產(chǎn)品更新日益加快。反求工程（Reverse Engineering，RE），作為支持產(chǎn)品快捷設(shè)計、搶占商業(yè)市場的重要技術(shù)手段和方法，越來越受到人們的重視。本文將以支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的反求CAD模型為目標(biāo)，對基于點(diǎn)云的規(guī)則曲面特征提取等關(guān)鍵技術(shù)展開研究。 現(xiàn)有的反求建模方法可以分成兩類：基于非特征和

2、基于特征的建模方法。本文重點(diǎn)研究了基于特征的反求工程建模基本理論和方法。給出了反求工程中特征的分類和參數(shù)表達(dá)。指出了本文將要重點(diǎn)研究的規(guī)則曲面中所包含的曲面類型。為了順利重構(gòu)CAD模型，提出了基于特征的反求建模策略。 提出了過渡特征提取中確定過渡特征類型和參數(shù)的概率統(tǒng)計方法，并對現(xiàn)有的過渡特征提取算法中一些重要參數(shù)的確定進(jìn)行了重大改進(jìn)，而使算法穩(wěn)定可靠，具有了實(shí)用價值。同時改進(jìn)了圓柱擬合算法中確定初值的方法，提高了圓柱擬合算法的

3、穩(wěn)定性和實(shí)用性。在過渡特征技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了管道面特征提取技術(shù)。 提出了基于主方向高斯映射的概念和定義。曲面的基于主方向高斯映射圖像反映了該曲面的特征參數(shù)信息。旋轉(zhuǎn)面的主方向高斯圖像中存在一個且只存在一個大圓，該大圓與旋轉(zhuǎn)軸的方向相關(guān)。根據(jù)這一特點(diǎn)，提出了從點(diǎn)云中提取旋轉(zhuǎn)軸方向的方法。而旋轉(zhuǎn)軸的方向和旋轉(zhuǎn)面的法矢可以確定旋轉(zhuǎn)軸的定位點(diǎn)，從而確定了旋轉(zhuǎn)軸。最后利用點(diǎn)云投影原理給出了旋轉(zhuǎn)軸的優(yōu)化方法。 提出了兩種基于主方向

4、的拉伸面特征提取方法，第一種方法根據(jù)方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計理論獲得拉伸方向，第二種方法根據(jù)主方向高斯映射理論獲得拉伸方向。通過比較、分析這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，給出了兼有兩種方法優(yōu)點(diǎn)的綜合方法。最后給了拉伸方向的優(yōu)化技術(shù)。 基于特征的反求工程CAD建模方法已成功應(yīng)用到反求建模系統(tǒng)RE-SOFT中，結(jié)合一個反求工程建模實(shí)例論證了基于特征的建模方法和策略的可行性和適用性。該實(shí)例表明，基于特征的建模方法可以顯著地提高反求建模的精度和效率。