面向船體外板加工成型過程的三維點(diǎn)云重建技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、船體外板自動化加工成型技術(shù)，能提高船板加工精度和效率滿足實際需求。利用彎板形變點(diǎn)云數(shù)據(jù)重建出三維成型曲面的技術(shù)，可提供全面、直觀、準(zhǔn)確的實時彎板曲面形變信息，是當(dāng)今船體外板自動化加工技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。由于船板過大，耗費(fèi)大量讀取和處理三維點(diǎn)云坐標(biāo)的時間，且存在大量冗余數(shù)據(jù)，計算機(jī)常出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)。本文以船體外板自動化加工成型為背景主要研究面向船體外板的海量三維散亂點(diǎn)云重建技術(shù)問題。
　　本文針對海量散亂三維點(diǎn)云重建問題，主要工作有:

2、1.針對大型船體彎板散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大的問題，利用k-鄰域快速搜索法建立點(diǎn)云間拓?fù)潢P(guān)系，劃分點(diǎn)云數(shù)據(jù)空間，估算局部點(diǎn)云空間的法矢量和特征曲率值，進(jìn)行點(diǎn)云預(yù)處理，包括點(diǎn)云去噪，點(diǎn)云精簡，點(diǎn)云平滑等技術(shù);2.針對船體外板形變曲面快速三維重建的要求，提出了以空間層次剖分和特征曲率相融合的精簡算法，通過k-d樹剖分準(zhǔn)則將三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)剖分成不同層次空間，層層遞歸形成樹狀數(shù)據(jù)模型，設(shè)定可調(diào)的曲率閾值，依據(jù)閾值將同一數(shù)據(jù)源的點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)分為不同曲率大小

3、的區(qū)域，運(yùn)用不同的精簡算法，實現(xiàn)曲面基本特征的曲面重建;3.依據(jù)上面提出的點(diǎn)云精簡和去噪處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)失真問題，根據(jù)曲率閾值劃分區(qū)域，運(yùn)用不同的平滑算法，能取得很好的點(diǎn)云數(shù)據(jù)平滑效果;4.從NURBS曲線擬合數(shù)據(jù)推廣到NURBS曲面重構(gòu)，首先對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和簡化，反算NURBS控制點(diǎn)、計算每條NURBS曲線的節(jié)點(diǎn)矢量，統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)矢量個數(shù)及節(jié)點(diǎn)值，準(zhǔn)確擬合出完整NURBS曲面。
　　本課題主要針對船體外板形變曲面實時檢測與快速高