扭曲自由曲面散亂測量點(diǎn)NURBS曲面重構(gòu).pdf

1、 扭曲 扭曲自由曲面散亂測量點(diǎn) 自由曲面散亂測量點(diǎn) NURBS 曲面重構(gòu) 曲面重構(gòu) A study on Reconstruction Technology of Tortuous Sculptured Surfaces from Scattered Data Points 學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù) 研 究 生：姜珍珠 指導(dǎo)教師：劉書桂 教授 天津大學(xué)儀器科學(xué)與光電子工程學(xué)院 二零一三年十二月 摘要 摘要 航空

2、工業(yè)標(biāo)志著一個國家的科技水平、 國防實(shí)力。 黨和政府對于大飛機(jī)的生產(chǎn)十分重視，設(shè)立了重大專項，并將發(fā)動機(jī)作為開發(fā)重點(diǎn)。發(fā)動機(jī)葉盤、葉片的加工測量很大程度上決定著飛機(jī)的承載能力、續(xù)航能力、加速度和動態(tài)性能。葉盤、葉片多屬于復(fù)雜扭曲自由曲面零件，加工和測量難度遠(yuǎn)高于一般曲面。本課題旨在通過研究扭曲自由曲面散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)葉片測量的誤差評定。采用 NURBS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)曲面重構(gòu)，著重解決了散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)技術(shù)，并對重構(gòu)精

3、度進(jìn)行了優(yōu)化分析。 論文主要研究內(nèi)容包括： 1、 通過對曲面重構(gòu)方法的分析與對比，結(jié)合被測葉片的實(shí)際幾何特征。提出采用 NURBS 最小二乘擬合技術(shù)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)； 2、 介紹了 NURBS 曲面重構(gòu)的相關(guān)基礎(chǔ)理論，深入分析了 NURBS 曲面重要參數(shù)：參數(shù)化、節(jié)點(diǎn)矢量、基函數(shù)、控制點(diǎn)的幾何意義以及求解過程。實(shí)現(xiàn)了常見自由曲面測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)； 3、 提出散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)?？偨Y(jié)分析散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)的兩種思路

4、：構(gòu)造矩陣數(shù)列和節(jié)點(diǎn)合并。結(jié)合兩種思路提出散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)曲面重構(gòu)的關(guān)鍵在于求解統(tǒng)一的節(jié)點(diǎn)矢量，提出采用結(jié)合插值和平均節(jié)點(diǎn)矢量的方法成功實(shí)現(xiàn)了散亂測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面重構(gòu)； 4、 對曲面重構(gòu)的好壞進(jìn)行了精度分析，通過分析將誤差求解轉(zhuǎn)化為求解點(diǎn)在曲面投影點(diǎn)的位置。建立數(shù)學(xué)模型，采用 Newton 迭代實(shí)現(xiàn)高次非線性方程組的求解，采用曲面幾何分割獲得 Newton 迭代的初值。此外，提出了邊緣測量數(shù)據(jù)點(diǎn)和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的投影點(diǎn)處理； 5、 通過計算機(jī)仿