复杂船体曲面NURBS造型技术的研究与实现

根据采集到的数据点阵，对NURBS曲面模型反求中的若干问题进行了深入分析与研究，实现了复杂船体曲面的三维实体造型．获得了满意的效果。     

解析曲面与自由曲面混合模型的约束优化重建方法

首先阐述了平面、球面、柱面、锥面、B样条曲面的表达方式和相应的点到曲面的距离函数;然后给出了解析曲面与自由曲面保持连续性所需满足的约束方程;带约束的拟合问题通过惩罚函数方法来求解.实例表明:该方法可以应用于工业零件的反求设计中.     

三角曲面数字样品的特征提取与再现技术

针对特征技术在反求工程 CAD建模中的重要作用 ,提出基于三角 Bézier曲面数字样品的特征提取和计算方法 ,研究了将特征曲线嵌入到原始测量数据中并且作为三角化约束条件的特征再现技术 ;同时基于反求工程的产品再创新设计思想 ,给出在已有三角 Bézier曲面模型中局部再造特征的算法 .应用实例表明 ,利用特征提取与再现技术能够有效地改善三角 Bézier曲面模型的品质 ,为最终获得高品质的 CAD曲面模型打下良好的基础     

带边界约束的B样条曲面逼近

为了得到全局G^1连续的曲面模型,给出了带有边界约束的散乱数据点B样条曲面最小二乘逼近重构方法,并以四边界位置约束和四边界跨界切矢约束情况为例,进行了详细讨论．实验表明,文中给出的方法可以使曲面模型达到近似G^1连续,其精度完全可以满足实际工程需要。     

多个曲面拓扑模型及光滑重建方法的研究

首先给出能够表示任意多个自由曲面拓扑的描述,该模型可用于表示反求工程中的任意物体,基于这种拓扑模型,给出了一种新的多个复杂自由曲面的重建算法,该算法能够保证相邻曲面间具有很高的几何连续性,实践证明是可靠和高效的。     

反求工程中的曲面建模技术及相关软件(模块)分析

反求工程是当前先进制造技术研究的热点之一,本文在简要综述反求工程中的CAD建模技术的基础上,分析了几种反求工程软件（模块）的技术特点。     

反求工程中的曲面建模技术及相关软件（模块）分析

反求工程是当前先进制造技术研究的热点之一,本文在简要综述反求工程的中ＣＡＤ建模技术的基础上,分析了几种反求工程软件的技术特点。     

基于精密测量的复杂零件的快速反求

本文介绍了一种基于三坐标精密测量的复杂零件的快速反求系统。文中介绍了复杂异型零件从特征点测量、数据读人处理、三维模型重构的一般过程;探讨了测量规划和三维重构的一般规律。     

基于多分辨率模型的三角曲面特征线辨识技术

由于特征线在反求工程 CAD建模中具有非常重要的作用 ,因此利用图形图象处理中的多分辨率模型概念 ,通过研究三角曲面模型的特征线 ,提出了一种三角曲面特征线的计算方法 .将计算得到的初始特征线通过编辑、修改等手段进行处理 ,得到清晰的特征线 ,并将其作为进一步划分重构 B样条曲面边界的依据和参考 ,从而为实现基于三角曲面模型的 B样条曲面重构奠定了基础 .实验结果证明 ,该算法能够在三角曲面上提取出令人满意的特征线 ,并据此重构出拓扑划分合理的 B样条曲面 .     

带尖锐特征的Loop细分曲面拟合系统

实现了一个基于带尖锐特征的Loop细分曲面的三角网格拟合系统,其基本原理来自文献,但在系统设计层面对原算法作了相当大的补充和完善．整个系统框架包括尖锐特征提取、保持尖锐特征的三角网格简化、保持尖锐特征的网格平滑和拓扑优化、基于最近点策略的重采样和线性拟合系统求解．所得到的拟合曲面质量较原来的结果有了显著提高。     

逆向工程中特征曲面的识别方法

提出了基于二次曲面拟合误差分析和几何属性分析的特征曲面识别算法。首先用一般二次曲面方程拟合测量数据并计算曲面的拟合误差,比较拟合误差与阈值的大小来识别自由曲面和一般二次曲面。然后计算测量点几何属并将它映射到高斯球和法曲率坐标上,运用统计方法识别不同分布模式,从而识别不同的特殊二次曲面类型。为了提高算法的效率和实用性,在计算测量点到拟合曲面的距离时,用近似距离代替精确的欧几里得距离。在识别特殊二次曲面时,优先识别平面。实例表明,该算法能有效识别自由曲面、平面、球面、柱面、锥面和过渡曲面等特征曲面。     

同伦法在逆向工程约束求解中的应用

逆向工程模型重建过程中,为了再现逼近特征之间固有的几何约束关系,应该在满足特定约束关系下对测量数据进行优化拟合,但在拟合时,由于迭代初值以及约束的不确定性,使得通常的牛顿迭代法有时难以得到收敛解。为解决上述问题,提出了一种应用同伦迭代法求解约束优化拟合方程的策略,该策略首先对部分约束进行合并处理,然后给出欠约束同伦的构造方法,并由局部曲率控制欠约束同伦迭代步长。实例结果显示,该方法能有效完成特定约束条件下数据优化拟合计算。     

利用OpenGL实现曲面重构图形显示

OpenGL已成为国际上通用的开放式三维图形工业标准，本文以双三次B样条曲面反求为例，研究了OpenGL在曲面反求过程中，三维数据的图形显示。     

复杂曲面造型原理及其工程应用

复杂曲面的逆向造型是曲面造型的核心。针对目前CAD／CAM系统存在复杂曲面造型方面的不足,开发了数据预处理程序,对测量得到的实体数据进行平滑滤波处理,消除由此带来的噪声影响,再利用预处理后的数据实现从型值点到控制点的反算以及B样条曲面的重构。结合Pro／E软件,较好的实现了复杂曲面的实体造型,从而为后续的数控加工打下了基础。     

B样条曲面间G1连续条件及局部格式构造问题

研究了内部单节点张量积B样条曲面间G1连续的条件.通过选择特殊类型的拼接函数,打破了公共边界必须是整体多项式曲线的限制,给出了以内部单节点双四次B样条曲面为工具、使用局部格式构造G1连续曲面的算法.最后给出了计算实例.     

A Gradient-Simulated Annealing Algorithm of Pre-location-Based Best Fitting of Blank to Complex Surfaces Machining

The algorithm is divided into two steps. The first step pre-locates the blank by aligning its centre of gravity and approximate normal vector with those of destination surfaces, with largest overlap of projections of two objects on a plane perpendicular to the normal vector. The second step is optimizing an objective function by means of gradient-simulated annealing algorithm to get the best matching of a set of distributed points on the blank and destination surfaces. An example for machining…     

凸多边形域上的参数曲面自由变形

为了获得丰富的曲面造型效果,构造了一种兼具单峰性和区域峰值性,支撑区域为任意凸多边形域的伸缩因子.首先引入基于凸多边形域的伸缩因子;然后构造了空间变形矩阵;最后将上述变形矩阵作用于待变形曲面的方程上,获得相应的变形效果.数值实例结果表明,通过调控支撑区域、峰值区域、变形中心、主方向、伸缩参数和光滑参数,可以灵活地对曲面变形;该方法不仅计算简单、易于控制,还能精确地控制变形的范围,迭加使用可以得到丰富的变形效果.     

产品反求中基于功能表面的精度模型及应用

着眼于产品层次的反求设计,基于功能表面组织了产品-零件-功能表面3层的精度模型.由三维重构模型反求出产品的精度信息模型,进而实现产品的精度设计.具体介绍了精度重构的实现步骤并以活塞夹具为例进行了验证.