逆向工程中自由曲面的測量規(guī)劃與建模技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程是相對于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)過程的逆過程,它是一門實(shí)用化程度很高的新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。數(shù)據(jù)采集和點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理是逆向工程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本文基于三維數(shù)字化激光測量系統(tǒng),對數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)和曲面重構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,對產(chǎn)品建模及后續(xù)加工具有重要的意義。 本文在研究三維激光測量原理的基礎(chǔ)上,通過大量的實(shí)驗(yàn),從數(shù)據(jù)測量的完整性、精確性方面對數(shù)據(jù)采集問題進(jìn)行了研究。針對測量設(shè)備的特點(diǎn)和實(shí)物輪廓的復(fù)雜性,提出了不同條件下的測量方案規(guī)劃

2、,并通過實(shí)例驗(yàn)證規(guī)劃的正確性；通過正交實(shí)驗(yàn),分析了LSH800參數(shù)設(shè)置對測量精度的影響；分析了待測件表面特征,如表面顏色、傾斜度、表面曲率、光澤等對測量結(jié)果的影響,得到了不同表面特征對測量數(shù)據(jù)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,進(jìn)行合理的測量方案規(guī)劃、選擇合適的測量參數(shù)并進(jìn)行必要的表面處理是得到完整點(diǎn)云數(shù)據(jù)的保證。 分析了非接觸三維掃描測量數(shù)據(jù)處理中的噪聲點(diǎn)剔除、數(shù)據(jù)精簡、平滑處理及點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼合對齊等問題。通過對目前精簡測量數(shù)據(jù)點(diǎn)云理論及方

3、法的分析,采用基于八叉樹空間分割曲率精簡點(diǎn)云的方法,既有效地減少了點(diǎn)云的數(shù)量,又較好地保留了原數(shù)據(jù)的幾何特性；通過對不同測量基準(zhǔn)下的掃描數(shù)據(jù),運(yùn)用三點(diǎn)對齊法進(jìn)行粗對齊,應(yīng)用ICP算法,實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)的精對齊；針對線掃描數(shù)據(jù)的特點(diǎn),給出了基于掃描線點(diǎn)云的特征提取方法。 另通過對曲面特性及數(shù)學(xué)模式的研究,采用NURBS作為自由曲線、曲面的標(biāo)準(zhǔn)形式,對基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)的方法和規(guī)律進(jìn)行了歸納和總結(jié),完成了以特征線為中心的曲面重構(gòu)方