基于三角Bézier曲面片逼近的汽车覆盖件曲面重构

以非接触式三坐标激光测量仪所得到的实物曲面散乱数据点为基础,给出了一种用三角Bézier曲面片逼近法来重构曲面、重构汽车覆盖件曲面的方法.该方法对优化的三角网格模型进行逼近时,可以获得精度和光顺性都较好的重构曲面.     

基于三角Bézier曲面片逼近的汽车覆盖件曲面重构

以非接触式三坐标激光测量仪所得到的实物曲面散乱数据点为基础,给出了一种用三角Bézier曲面片逼近法来重构曲面、重构汽车覆盖件曲面的方法.该方法对优化的三角网格模型进行逼近时,可以获得精度和光顺性都较好的重构曲面.     

基于实物的复杂曲面零件反求工程中未知区域测量数据补充及曲面重构技术

针对基于实物的复杂零件反求工程中含有部分形状未知区域（如裁减曲面中的被裁减部分、测量盲区等）的复杂曲面反求CAD建模问题,提出了三种测量数据补充方法:①局部区域实物填充法。②补充设计数据补充法。③基于逼近曲面或三角曲面的测量数据自动补充法。研究了基于三角曲面模型初始表达的复杂曲面分区NURBS曲面重构方法。最后,给出了结合上述方法和反求工程软件RE-SOFT所解决的摩托车塑料件反求CAD建模实例。实践表明,综合运用所提出的数据补充和曲面重构方法,能够大大缩短实物样件的反求CAD建模时间,提高复杂曲面产品的设计效率。     

激光扫描数据重构曲面的优化技术研究

本文提出了一种利用激光扫描数据和曲面灰度图像重构曲面的方法和步骤 ,利用图像处理技术构造连续的 3D边界 ,采用最小二乘法拟合激光扫描数据构建参数化基曲面 ,通过对 3D边界曲线进行优化处理并作为约束条件 ,使实物反求过程中重构的曲面模型能真实地再现采样曲面的原貌     

碳纤维螺旋桨自动铺放成形轨迹规划方法

螺旋桨曲面为高阶自由曲面，故以四丝束碳纤维螺旋桨曲面铺放装置为平台，进行了碳纤维铺放成形轨迹规划的研究。依据船用定距桨桨叶曲面轨迹规划的要求，针对传统曲面网格和轨迹铺放法的低精度缺陷，提出了基于拉普拉斯网格优化、等弧长曲面分层的轨迹优化铺放算法，并完成了算法仿真和实物验证。结果表明，该轨迹规划方法能满足碳纤维螺旋桨的铺放要求。     

离散数据点集的3D三角划分算法研究

在实物测量造型过程中,根据离散点集进行三角网格划分是其关键环节之一,也是进行后续进行曲面重构的前提和基础。本文在当前的三角网格划分方法比较之后,提出了一种散乱点集的三角网生长算法,该算法无须对离散点集所对应的自由曲面进行分片投影,直接在3D空间从已划分区域边界到未划分区域按照Delaunay准则生成三角网格,并给出了用此算法处理散乱数据的试验结果。     

基于逆向工程中三角网格上的NURBS曲面重构技术

曲面重构算法是实物逆向工程技术中的关键，此文在曲面重构上采用了基于三角网格基础上的NURBS曲面重构方法，此方法能很好的完成对于复杂曲面重构的要求。     

利用逆向工程与曲面造型技术的曲面建模研究

提出利用逆向工程对人体背部曲面进行点云数据的提取,之后再利用人机工程学和网格能量法对人体背部曲面进行整体光顺优化。在进行逆向处理时,应用CATIA逆向模块进行点云的处理并且拟合成曲面,就可以做出和背部曲面完全一样的曲面,在分析背部曲面和拟合曲面的同时,要考虑并确定关键型值点的约束。之后利用网格能量法和遗传算法的优化方法以及人机工程学的要求建立人体背部曲面的目标函数,利用MATLAB软件求解曲面并且优化出最佳的人体背部曲面。最后分析曲率变化,证明所提方法的可行性。     

反求工程中隐式曲面的三维网格自动精确恢复新算法

提出了一种基于点云数据的隐式曲面三维网格自动精确恢复新算法。该算法首先对恢复的初始三角形网格进行区域分割和边界重构,将隐式曲面的三角形网格分离出来,然后对恢复的隐式曲面表面的初始逼近网格从3个方面进行优化:即将初始逼近网格的曲率控制与网格面的拓扑一致性调整;调整网格顶点法矢与交互式分割;补偿网格抽样率。通过该算法能将隐式曲面的三角形网格自动精确恢复。然后进行网格光顺,输出优化的CAD模型。实例证明了该方法的正确性、可行性和实用性。     

离散数据环境下复杂曲面检测点布局策略研究

根据采样策略进行采样点的选择和布局,是对复杂曲面加工质量进行检测轨迹规划的重要内容之一.针对一般曲面采样点布局算法用于离散数据环境下复杂曲面测点布局存在的局限性,通过分析离散数据环境下复杂曲面数据的特点,引入局部网格曲率特性参数,构建基于三角面片微分几何特性的网格简化方法,从而提出基于网格简化的复杂曲面离散数据检测点布局策略,并建立不同层次网格之间距离值相对于简化三角形数量的拟合曲线方程,验证曲率权值优化方法在离散数据环境下对提高复杂曲面采样点布局精度的有效性.     

基于三维测量扫描线点云的表面重建

由结构光测量系统获得扫描线点云，通过剔除测量方向部分冗余数据点和插补扫描方向的稀疏数据，对物体表面原始三维数据密度进行适当调整。采用基于局部切平面簇的方法对调整后的数据点云进行表面重建，建立优化函数简化网格，并采用Loop细分法平滑网格，获得描述物体表面特征的重建表面。该方法解决了由扫描线点云重建物体表面的问题。     

使用VBA方法在AutoCAD上实现有限元网格划分

提出了使用 VBA和面向对象的思想 ,在 Auto CAD上开发有限元网格划分程序的方法。本程序通过平铺法实现自动三角形网格划分 ,并可以用两种方法把三角形网格转化为四边形网格 :合并法和分割法。文中详细分析了 VBA面向对象的数据组织方法。实践证明VBA是一种方便、快捷、实用的二次开发工具     

不规则域曲面的数控测量规划和反求

在分析现有曲面测量规划的基础上,从曲面的测量和造型角度对曲面的合理离散化描述和自动测量问题进行了分析,提出了任意拓扑曲面的边界跟踪,优化网格的测点自动分布规划和四边,三角混合网格的生成方法,从而为复杂曲面零件的逆向反求提供了一种新途径。     

Analysis of the sensor placement for optimal temperature distribution reconstruction

The temperature distribution as a function of time and space is reconstructed over a non-homogeneous media having an arbitrary three-dimensional geometry. This is done by applying an inverse problem to the collected data from optimally placed sensors on the boundary surface of the object under study. Sensor positioning and the choice of the number of sensors are optimized in terms of the resolution of the reconstructed temperature field and the error propagation of the method in case of uncertain measurements. The method can be performed in real time since the major computation burden is performed off-line.     

改进的强度相干成像室内实验方法

设计了一种新的强度相干成像室内实验方法,以简化现有强度相干实验过程,获取接近实际观测的测量数据。首先,分析了强度相干成像原理及影响成像质量的因素;介绍了现有强度相干成像实验方法并分析其存在的不足。然后,利用赝热光源和CCD设计了一种新的强度相干成像方法;介绍了利用此种方法模拟强度相干成像的原理及特点。最后,进行了室内强度相干成像实验,验证了提出方法的可行性。实验结果表明:利用提出的实验方法能够较好地测量目标的空间功率谱,测量噪声主要分布在高频部分;当测量信噪比大于20时,利用相位恢复方法可恢复获得较好的目标光强分布图像。实验显示,提出的成像方法能够较好地模拟强度相干成像,实验中能够较为方便地调节光强随机涨落并观测基线参数,实现对小角直径目标的有效成像。     

Interference-free cutting-path generation based on scanning data

This work presents a novel cutting-path planning strategy for three-axis machining of 3D scanning data. A curve-fitting algorithm is employed to fit each array of the measured data into parallel sectional curves, ensuring that the effect of measurement and form errors can be substantially reduced. The best-fitting sectional curves are then used to construct a surface of triangular meshes. A modified chord-length method is also proposed to adequately control the accuracy of the triangular meshes generated. The triangular meshes are then offset along the surface normal to obtain an offset mesh surface on which the cutting paths are planned. An effective gouging detection and removal algorithm are also proposed to prevent the machined surface from overcutting. Several computer simulation results demonstrate the feasibility of the proposed strategy.     

面向场景重构的多序列间配准

针对传统的单序列扩展式场景重构方法易丢失场景信息,数据利用率低下等问题,提出一种面向场景重构的多序列间配准的方法。该方法采用相似变换作为配准模型,完成对不同参考坐标系下尺度、旋转、平移相分离的初始配准;然后通过拟合观测平面来抑制噪声点并筛选公共可见点;最终对不同尺度、方位的序列进行配准,配准结果可直接用于后续的重构中。实验表明:通过相应噪声抑制,使得各序列的系统初始重投影误差降低了17.69%到46.86%,终止重投影误差降低了27.5%到71.96%。配准后从相同的47幅图像中可重构10 596个场景点,相比传统单序列方法的3 893个场景点,该方法更充分有效地利用了观测图像,使最终拟合的场景曲面包含了更多的场景细节。     

融合SFS和主动视觉技术的未知物体重建方法

针对未知三维物体自动重建问题,提出一种结合明暗恢复形状的被动视觉和主动视觉技术的新颖三维重建方法.首先利用摄像机分别获取初始位置及旋转180°位置下的未知物体图像信息,采用改进的Tsai-SFS算法恢复物体表面粗糙轮廓,从而获取未知物体的最大尺寸信息.然后结合单目线激光主动视觉系统沿Z轴旋转方向和绕X轴翻转方向上的可视空间模型,预测出物体未知区域信息.最终依据下一视点的可见性判据,将规划过程分为物体侧表面重建规划和上表面重建规划.其中将能获取最大可视曲面面积和最佳表面重建精度的位置定义为下一最优视点位置.并经过实体模型的三维重建验证所提方法的可行性及有效性.     

基于小波理论的多重分辨率的曲面构造

高精度、非接触式的激光数字扫描仪的诞生,使得人们能非常方便地获得高细节的物体形状.这种物体是以非结构化和浓密的网格存储在计算机中的.为了在科学、工程、艺术等领域有效地应用这种物体,需要建立物体在计算机中有效表达形式.基于小波分析的多重分辨率的曲面构造能担任这种任务.细分连接(subdivision-connection)的小波函数的构造需要我们把曲面参数化到一个简单的复合形域中.在这篇文章中,我们从微分几何的测地极映射观点出发,提出用快速的形状保持的参数化方法有效地建立具有多重分辨率的物体曲面形状.同前面的方法相比,我们的构造过程可以节约大量的计算时间且维持良好的物体曲面形状.     

Determination of the profile of the surface of a test object during automated nondestructive ultrasonic testing in the immersion mode and reconstruction of flaw images using the SAFT method

The problem of using an elastic organosilicon polymer (??aquapolymer??) as an immersion medium for providing a stable acoustic contact between a test object and a piezoprobe in the process of automated ultrasonic testing of objects with rough surfaces is considered. The use of an ??aquapolymer?? allows one to decrease the consumption of water during ultrasonic testing. Flaw images were reconstructed using a modification of the SAFT method, which takes the profile of a test object into account; this allows improvement of the image quality. An algorithm for obtaining information on the profile of the surface of a test object and taking this profile into account during reconstruction of flaw images with the SAFT method is proposed. Model experiments yielded flaw images with the refraction of beams on a rough surface taken into account.