基于逆向工程的數(shù)據(jù)處理.pdf

1、逆向工程技術(ReverseEngineering，RE)最早應用于汽車，飛機等制造業(yè)，其行業(yè)產(chǎn)品的表面多為自由曲面，難以用精確的數(shù)學模型描述，研究和應用主要集中在幾何形狀。 論文目的是解決難以用數(shù)學模型描述的自由曲面，通過數(shù)據(jù)處理將采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的處理，提供三維軟件通用的接口文件，重建出真實圖形，提高實物重建的精度。重點闡述了數(shù)據(jù)處理中的去噪聲點(異常點)，IGES數(shù)據(jù)格式的轉換，多視圖拼合，數(shù)據(jù)插值和精簡數(shù)據(jù)，圖形顯示

2、技術。 首先是對整個程序框架的構建：采用VC++作為實現(xiàn)環(huán)境，連接OpenGL(即開放性圖形庫OpenGraphicsLibrary)。OpenGL是一種圖形應用程序設計界面(API)，獨立于硬件系統(tǒng)，操作系統(tǒng)和窗口系統(tǒng)。VC用來組織進程，實現(xiàn)算法。主要定義兩個類：CMatrix矩陣類和CBuffer緩存類，其它所有的工作都是基于這兩個類生成的。矩陣的所有操作都集中在類里，只留部分函數(shù)接口和成員數(shù)據(jù)。因此這兩個類是整個系統(tǒng)的基礎

3、，設計好這兩個類至關重要。 然后進行預處理，這里講的預處理主要指噪聲點。由于在測量數(shù)據(jù)過程中，不可避免的會產(chǎn)生噪聲點。準確高效的剔除，是數(shù)據(jù)處理中一個很重要的問題。系統(tǒng)采用對數(shù)據(jù)進行劃分微小區(qū)域，相對于某確定點，找到其特定鄰域。然后利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的正態(tài)分布進行查找對應的異常點。再用降值的辦法使其落在概率為99.74％范圍內(即3σ內)，可以直接去掉這些數(shù)據(jù)點。 其次是對點云數(shù)據(jù)進行IGES數(shù)據(jù)格式的轉換，使之成為三

4、維軟件可以識別的通用數(shù)據(jù)格式。轉換過程中必須嚴格遵循IGES格式對應的含義，才能準確地將數(shù)據(jù)文件寫成IGES格式。在輸入CAD系統(tǒng)時，自動將測量數(shù)據(jù)分層設置，以不同的顏色顯示，為幾何模型重建提供了方便。 由于掃描的點云文件數(shù)量大，計算處理方面費時且占計算機資源。因此如何將這些數(shù)據(jù)減少或者優(yōu)化是很重要的問題。論文提出了數(shù)據(jù)精簡的算法，通過對數(shù)據(jù)點云曲率變化的幅度大小來確定刪除數(shù)據(jù)的多少，即在曲率變化很小的區(qū)域要刪去大量的數(shù)據(jù)點，而

5、在曲率變化較大的區(qū)域則不進行刪除。這樣使得數(shù)據(jù)就會得到合理處理，生成的圖形疏密也很直觀。在后續(xù)的處理工作中會縮短時間，節(jié)省空間。 由于點云數(shù)據(jù)只給出了曲面的型值點，無法知道曲面上的其他值。插值算法可以近似地知道由這些點云所組成的曲面上每一個點的坐標值，為后續(xù)曲面的生成提供了依據(jù)，也可以為那些曲率變化大的棱角進行補充型值點。 對點云數(shù)據(jù)用OpenGL進行顯示，遵循圖形學，還有成像原理。進而對圖形進行各種操作旋轉，平移，以及