基于逆向工程的手柄模型设计

逆向工程是数字化产品开发方法的重要手段。本文利用逆向工程技术针对操作手柄曲面进行几何逆向反求设计,利用三维坐标测量仪准确、快速地测量出工件的轮廓坐标,通过Pro/E软件自带的独立几何逆向造型方法获取零件模型各个面的轮廓点云数据,再通将各个面的轮廓点云数据修补整合进行曲面重构,并对重构的曲面进行分析和优化,最终生成零件曲面模型。     

参数曲线到隐式曲面的正交投影算法

针对参数曲线到隐式曲面的正交投影问题,提出一种二阶迭代算法.利用参数曲线上的点与隐式曲面上正交投影曲线的坐标点所满足的正交条件,推导出正交投影曲线坐标点对空间参数曲线的参数的一阶和二阶导数;在此基础上建立了基于二阶泰勒逼近的正交投影曲线坐标点追踪方法,并给出了2种不同的步长控制方式;同时,考虑到二阶泰勒公式省去的高阶项,给出了相应的一阶误差校正方法.仿真结果表明,该算法具有良好的精确性和较高的效率.     

汽车曲面参数化造型优化仿真研究北大核心CSCD

对汽车曲面参数化造型进行优化,可提高汽车外观造型优化设计的质量。由于汽车造型曲面参数有多种,如有一个参数发生变化,汽车曲面造型容易发生变化。采用传统的方法对汽车曲面参数化造型设计时,主要通过建立车身曲面数学模型实现的,忽略了曲面参数之间的关联,导致设计误差大的问题。提出采用B样条理论的汽车曲面参数化造型设计方法。首先建立汽车车身曲面数学模型,依据给定的车身曲面型值点和边界条件反求出汽车车身曲面的特征网格点矩阵,其次,计算出汽车车身曲面的所有特征网格顶点,最后利用自由变形技术,将汽车曲面参数三维模型的六面体空间分配到固定的网格参数坐标,通过调整控制点促使模型产生变形效果,有效的实现汽车曲面参数化造型优化设计。仿真结果表明,改进的汽车曲面参数化造型设计方法有效的提升了汽车造型设计的效率。     

基于三维计算机图形库的地震数据可视化关键技术

三维地震数据可视化系统的核心问题是三维场景构建、曲面绘制与如何提高效率。本文基于OpenGL图形库,针对地震工区物理坐标的特点确定投影窗口,构建三维场景。为正确绘制残缺曲面,采用了冗余坐标填充方法处理曲面边界坐标。利用索引数组技术提高渲染效率。     

基于Gregory法的N边域非自交结构网格生成

提出了在N边域裁减参数曲面上生成非自交光顺结构网格的方法。利用Gregory法,首先在参数坐标平面上将N边域分成N个四边形区域,并生成每个四边形区域内的网格,然后通过映射获得三维空间上的网格坐标点。为消除映射过程中所产生的自交现象,根据非自交特性和光顺网格的特点,提出了优化目标函数,并采用共轭梯度数值解法获得了最优解。利用该方法可以获得N边域上非自交光顺的结构网格,拓展了N边域裁剪曲面的使用范围。     

用神经网络方法实现曲面坐标点插补

提出一种用神经网络方法对曲面的坐标点进行插补,并对这种方法进行了探讨。将插补点与ＢＵＲＢＳ计算结果进行了比较,结果证明它是一种非常有效的构造曲面方法。     

运用逆向工程方法与OpenGL创建三维曲面

目前大多数应用逆向工程创建三维曲面的方法能够取得较令人满意的结果,但却过多依赖标准化软件.文中改进了基于垂距依此递推的自由曲面自适应数据采样算法,给出了应用该算法对复杂曲面进行重建的方法.自由曲面自适应数据采样时,先运用逆向工程测量方法,得到曲面的截面数据点值,然后用非均匀三次样条插值曲线拟合出截面轮廓曲线;自适应采样后,由曲线数据点重新利用最小二乘法计算型值控制点.对这些型值控制点进行网格化处理后由U、V两方向利用Opengl中Nurbs曲面生成方法构造出三维曲面.结果表明运用该方法曲面更改更灵活、曲面连接光滑.     

基于四边形网格均值坐标的K-2环网格曲面构造

为在曲面造型中避免产生扭曲、褶皱等现象,将四边形网格中内点的 K-2 环网格作为控制网格, 提出一种简单、灵活的曲面构造方法。给定一个 K-2 环控制网格,构造一个与其具有同样拓扑结构的平面网格。 再将平面网格拓展成空间四边形网格,同时在平面网格内进行采样。然后计算采样点关于空间四边形网格顶点 的四边形网格均值坐标,最后利用四边形网格均值坐标生成曲面,保证曲面上的每一点都满足 C∞ 。在这个过 程中设置了一个全局形状因子 h,用于控制曲面与初始控制网格的逼近程度,通过实例证明,h 越小,曲面越 逼近初始控制网格。     

Cubic B样条旋转曲面的自由绘制技术

随着基于样条曲线的模型逐渐成为CAGD的主要研究对象,进一步带动了高度自由曲面建模技术的发展.本文描述一个新颖、直观的旋转曲面绘制技术,它支持三次B样条的自由输入作为轮廓线,并通过提取的样点矢量以及最小方差逼近方法形成旋转轴,利用轴上测量点的切线方向确定各个圆平面,从而建立了平面上旋转坐标矩阵,最终插值空间球面样点生成双三次B样条曲面.实验结果有效地验证了此技术的高效性.     

基于矩形网格追踪法的曲面主曲率等值线生成算法*

针对自由曲面在展开平面上的主曲率等值线生成问题,提出一种基于矩形网格追踪算法的等值线生成算法。利用面积坐标方法将曲面上的点及其极值曲率映射到优化展开平面上,在展开平面上采用遍历法得出等值点序列;利用矩形网格追踪法将等值点序列划分为连续无交叉的开等值线或连续封闭的闭等值线。最后以直纹面、锥形面和自由曲面为算例分别对算法进行计算验证,并与线性插值三角网格法进行对比。计算结果表明,基于矩形网格追踪的等值线生成算法具有计算速度快、精度高的特点。     

基于OpenGL的复杂曲面的纹理映射

介绍利用OpenGL和Visual C++6.0进行复杂曲面的纹理映射.利用解二次椭圆偏微分方程的方法,得到任意曲面到平面的共形映射.此方法可以自动分配纹理坐标到复杂的没有起伏的曲面,有效地克服复杂曲面的自动纹理映射的变形,避免了纹理扰动.     

逆向工程中基于三目视觉自动提取并构造复杂曲面边界技术

在逆向工程中复杂曲面零件表面的几何模型的构造是研究重点之一，根据零件表面 的数字化数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤．本文提出基于三目视觉 方法来提取和构造复杂曲面边界的技术．从一幅图像中提取反映物体边界的特征点，再利用 图像匹配方法得到这些特征点的空间坐标，最后以这些特征点构造出物体边界B样条曲线．     

基于立体视觉的鞋楦数字化研究

针对鞋楦图像在三维重建中的匹配问题,提出一种改进的鞋楦数字化方法。对鞋楦表面做纹理网格化处理,利用Harris与Laplace算子相结合的方法提取特征点,采用改进的去除误匹配方法进行精匹配,通过双目视觉三角测量法求出匹配点的三维坐标。使用迭代近邻点算法实现不同方向点集的坐标融合和三维拼接,对全部三维点云数据进行三角网格化和曲面拟合,完成鞋楦三维重建。实验结果表明,该方法能便捷、高效地实现鞋楦数字化重建,可满足个性化制鞋需求。     

曲线曲面拟合中型值点参数的最优化

曲线、曲面光顺拟合的关键是寻找与型值点相应的最优参数,然后即可按最小二乘法通过建立最佳拟合方程来求出控制顶点.现有的各种参数选取法,由于没有体现最优参数的几何特征,从而使得最终的拟合精度偏低和计算的时间复杂性偏大.为了提高曲线、曲面拟合精度和计算速度,提出了一种型值点参数最优化的算法,该算法先利用点到曲线、曲面的正交投影,结合参数坐标邻域的搜索来提高计算速度,然后在曲线、曲面的迭代过程中不断修正参数,最终产生具有明显几何意义的型值点参数,以达到最佳拟合效果.与Hoschek,Carlos以及Piegl等算法的拟合结果比较表明,该算法迭代次数减少了10%～90%,计算时间复杂度降低了20%～70%,计算精确度提高了40%左右.     

点法约束下厄米径向基隐式自由光学曲面的光滑构造EI北大核心CSCD

自由曲面因其具有更高自由度成为光学设计与制造的重要工具,二次支撑包络曲面因具有内在可积性成为自由曲面光学设计的主流方法之一,但其通常是不光滑的,需要进一步求解其光滑包络面以满足加工要求.以二次支撑曲面上的采样型值点和对应单位法向量作为约束条件,利用基于厄米径向基的隐式曲面方法成功地生成了投射均匀方斑的光滑自由光学曲面;进一步在型值点细分插值和支撑子面规模2个方面优化了点法约束条件.与已有曲面重建算法相比较,所提算法具有更小的点法误差和更好的光束整形效果.     

一种基于偏转角度的AAM人脸特征点定位方法

对有偏转角度的人脸特征点定位来说,拟合初始位置和模型的角度对人脸特征点定位效果有很大的影响。而传统的AAM（Active Appearance Models）人脸特征定位方法没有具体考虑这一问题,对有偏转角度的人脸特征点的定位准确率和速度并不理想。为解决这个问题,文中提出了一种利用两眼中心坐标和嘴中心坐标来计算人脸偏转角度,根据坐标和角度确定拟合初始位置和模板的方法。用Adaboost和YCbCr对人脸进行预检测,根据找到的特征区域计算偏转角,用反向算法结合该角度的模板进行特征点定位。实验的测试结果表明本方法对有偏转角度的人脸的特征点定位比传统方法在准确度和速度上都有了提高。     

基于OpenGL的复杂曲面的纹理映射

介绍利用OpenGL和Visual C 6.0进行复杂曲面的纹理映射。利用解二次随圆偏微分方程的方法，得到任意曲面到平面的共形映射。此方法可以自动分配纹理坐标到复杂的没有起伏的曲面，有效地克服复杂曲面的自动纹理映射的变形，避免了纹理扰动。     

逆向工程的关键技术及其应用研究

全面论述了逆向工程的应用领域;讨论了坐标点的测量技术,说明了各种测量方法的特点和适用范围;阐述了逆向工程中曲面重建技术及存在的主要问题,提出了一种用Ｂ样条曲面重构复杂雕塑曲面的算法。该算法首先利用部分测量数据构造张量积的Ｂ样条网格曲面,通过确定适当的检查点,并计算检查点到所构造的Ｂ样条网格曲面间的距离,从而控制重构曲面的构造精度;文章最后给出了与通用ＣＡＤ／ＣＡＭ集成一体的曲面自动重建模块的主要功能。     

空间三角网格曲面的边界提取方法

边界是曲面的重要特征之一,在形状匹配、曲面拼接等方面有着重要作用.由于空间网格数据分布不规则,不能从点的坐标直接得到曲面的边界,因此提出了一种空间三角网格曲面的边界提取方法,通过判断一个点的邻接点是否都能通过三角网格的边组成闭合曲线来获取边界点.该方法易于实现、适应性强,并应用于计算机辅助文物复原系统,实验证明,此算法能正确处理空间三角网格数据,且效率很高.     

三坐标激光测量机控制系统的结构设计

控制系统是坐标测量机的重要组成部分.针对一种回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统,采用了CNC型控制构架,叙述了坐标机控制系统的硬件组成及主要控制策略,讨论了控制软件的功能与实现方法.