基于梯度矢量流變形輪廓的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合.pdf

1、為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，更多的是為了適應(yīng)不斷發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)，需要將實(shí)物樣件或手工模型轉(zhuǎn)化為CAD模型。而逆向工程的目標(biāo)就是根據(jù)離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)集構(gòu)造出光滑、連續(xù)的CAD模型，因此CAD模型重建技術(shù)是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)之一。逆向工程處理的零件，很多都具有復(fù)雜的自由曲面，自由曲線曲面的重建是逆向工程要解決的主要問(wèn)題。通過(guò)選擇合理的曲線曲面擬合方法，能夠快速、準(zhǔn)確地重建物體的CAD模型。 逆向工程中基于點(diǎn)云的三維模型重建，在許多應(yīng)用中具有

2、重要意義。大量的研究成果已為逆向工程中曲線曲面造型與重建提供了理論基礎(chǔ)。通過(guò)測(cè)量物體表面，可以得到物體表面數(shù)據(jù)點(diǎn)的三維空間位置，利用這些獲取的數(shù)據(jù)，使用各種曲線曲面擬合方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體模型的三維重建。傳統(tǒng)的擬合方法一般是使用最小二乘法（LeastSquaresMethod），通過(guò)使誤差的平方和最小，得到一個(gè)線性方程組，求解線性方程組就可以得到擬合結(jié)果。但是如果離散數(shù)據(jù)量比較大、形狀比較復(fù)雜，還需要進(jìn)行分段擬合和平滑化，這在實(shí)際操作中往往

3、帶來(lái)了一定的困難。 基于能量?jī)?yōu)化的幾何造型技術(shù)為逆向工程中的CAD重建提供了新的思路和方法，變形輪廓賦予了曲線力學(xué)特性，具有自然、光滑的特點(diǎn)，目前得到了廣泛的研究和應(yīng)用。本文首先闡述了逆向工程技術(shù)的組成原理及應(yīng)用，介紹了B樣條曲線以及傳統(tǒng)的曲線擬合方法；其次分析了變形輪廓模型的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了基于變形模型的幾種典型形變外力。在此基礎(chǔ)上，提出了基于梯度矢量流（GradientVectorFlow，簡(jiǎn)稱GVF）變形模型的B樣條曲線擬合