面向曲面品质分析的高光曲率线法

高光线法在曲面品质分析领域广泛应用。针对高光线法信息单调的缺陷,首先探讨了三角网格曲面上高光线的生成原理,优化了曲面特征点法矢量算法,给出了更为高效的高光点追踪算法,引入NURBS插值曲线反算法用于计算高光线。由此提出了一种曲面品质分析新方法一高光曲率线法。最后通过高光曲率线法的分析实例,验证文中所提出新算法在曲面品质分析上的优越性。     

复杂曲面实物的逆向工程及其关键技术

系统研究和分析了逆向工程主要实施阶段中的关键问题。将整个逆向工程分为数据获取、数据处理和曲面重构相互衔接的 3部分 ,针对各部分不同的特点和解决方案加以论述和分析 ,着重论述曲面重构中的一些关键步骤并归纳总结出解决方案 ,最后提出逆向工程的整体框架模型     

逆向工程及设计技术的整合与应用

逆向工程设计理念适用于以自由曲面为主的产品,由测量系统取得物体外形点资料,配合CAD软件重建该物体模型进行设计,本文以高尔夫球头为例,介绍逆向工程中点数据的获取及整合处理,讨论了CAD系统结合逆向工程的建模和曲面分析技术,实现了复杂曲面零件三维重构,为曲面零件的逆向造型设计提供了途径。     

基于Geomagic的逆向工程数据算法研究与应用

为了研究逆向工程中涉及数据换算关系,通过在机器标定基本算法原理,分别讨论图象平移及图像旋转两种情况下的基本算法及原理,并建立相应的数据换算关系;以复杂曲面模型重构点云数据采集为例,详细讨论坐标系转换关系及点云数据获取与优化原理,研究了逆向工程中数据转换原理。选用具有曲面的某型雷达零件为重构模型,采用手动拼接策略,获得完整点云数据,最终在Geomagic软件系统中完成模型重构,实现了完整的逆向操作流程。对比分析重构模型与原始数据可知,重构模型平均偏差约为0.088mm,拟合度可达77.8%,结果表明重构模型具备良好的几何精度,可见逆向工程有助于提高产品加工质量及后续优化设计。     

自由曲面逆向工程系统的研究

在曲面数字化规划和曲面重构研究的基础上,开发了基于非接触测量的逆向工程系统。在曲面重构数字化方面,提出基于曲面曲率和被测点切线斜率的自适应采样规划。在曲面重构方面,提出基于曲面曲率的数据点自适应压缩方法,以实现对散乱点的ＮＵＲＢＳ曲面重构。试验表明所开发的逆向工程系统是可靠和有效的。     

复杂曲面特征线自动提取技术研究

复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取特征线是构造几何模型的重要步骤。针对由CMM获取的三维数据“点云”,提出了基于扫描线的三维分层式方法实现特征线的自动提取,提出了基于局部增量网格扩张的三维散乱数据三角剖分算法,实现任意曲面尖锐棱线的自动提取。实践说明,通过该算法得到的复杂曲面的边界线能够满足模型重建的工程需求。     

复杂曲面实物的逆向工程及其关键技术

系统研究和分析了逆向工程主要实施阶级中的关键问题。将整个逆向工程分为数据获取、数据处理和曲面重构相互衔接的３部分，针对各部分不同的特点和解决方案，最后提出逆稿工程的整体框架模型。     

逆向工程中三角Bezier曲面建模方法的研究

针对目前逆向工程三角Bezier曲面建模中存在的缺点,介绍两种解决方法:基于三角Bezier曲面模型的逆向工程CAD建模方法和基于局部三角Bezier曲面片逼近的点插补算法.通过这两种方法解决了所构造的曲面模型与现有的CAD/CAM软件系统接口难等问题,使得三角Bezier曲面建模变得切实可行.     

曲面品质分析中反射线算法优化

反射线法目前在曲面品质分析领域广泛应用。针对现有反射线算法效率低下,反射线易失真和基准光源相关性太强等缺陷,通过优化距离函数模型,提出以入射光线与光源平面交点至基准光源线距离作为构建距离曲面的基础,确保了反射线法的准确性和基准光源无关性,根据等值线算法,优化了网格曲面上反射点分类追踪算法,并通过计算机编程实现了反射线的高效生成,通过若干分析实例验证了新算法的优越性,说明了该反射线优化算法可作为分析曲面品质的有效工具。     

逆向工程在产品开发上的应用

逆向工程是从实物样件测得的数据,经过数据预处理、曲线/曲面拟合、实体模型重构等关键技术,得到实物样件的三维CAD模型,继而将这些模型用于产品的分析和制造。根据逆向工程的技术流程,利用现有的软硬件设施,完成了出水器的测量、数据处理、曲线/曲面重构和实体建模,探讨了利用逆向工程技术进行产品快速逆向设计的可行性。     

体素模型表面优化提取方法及图形显示

三维体数据的显示方法有2种直接体绘制方法和间接体绘制方法。本文首先比较了这2种体数据显示方法的优缺点,然后介绍了基于渐进立方体(MarchingCubes)方法的间接体绘制方法。根据压缩形式的体素模型特点,提出了一种新的体素模型表面三角网格提取优化算法,该算法利用材料变化信息直接在位于物体表面的体素模型中提取表面三角网格,与传统的MarchingCubes算法相比,该算法不仅可以跨越物体外部全空的体素,还可以跨越位于物体内部全实的体素。该方法在基于Voxel模型的五坐标数控加工仿真系统中得到了应用,测试结果表明,采用该方法提取体素模型表面三角网格时可以提高效率2~3倍。     

Three‐dimensional microscopy data exploration by interactive volume visualization

This paper presents a new volume visualization approach for three‐dimensional (3‐D) interactive microscopy data exploration. Because of their unique image characteristics, 3‐D microscopy data are often not able to be visualized effectively by conventional volume visualization techniques. In our approach, microscopy visualization is carried out in an interactive data exploration environment, based on a combination of interactive volume rendering techniques and image‐based transfer function design methods. Interactive volume rendering is achieved by using two‐dimensional (2‐D) texture mapping in a Shear‐Warp volume rendering algorithm. Image processing techniques are employed and integrated into the rendering pipeline for the definition and searching of appropriate transfer functions that best reflect the user's visualization intentions. These techniques have been implemented successfully in a prototype visualization system on low‐end and middle‐range SGI desktop workstations. Since only 2‐D texture mapping is required, the system can also be easily ported to PC platforms.     

一种基于CT图像反求技术的实体几何造型方法

基于 CT图像的反求是反求工程中的重要内容 ,由 CT图像反求重建出的表面模型只包含了表面几何信息 ,而实体几何模型具有完备的几何和拓扑信息。针对 CAD造型系统中实体模型的特点 ,本文提出一种基于 CT图像反求技术的实体几何造型方法。应用 CT图像反求技术重建出物体的三维表面模型 ,在重建出的拟合曲面三角片序列的基础上 ,采用半边结构来表达重建的表面模型 ,并将该过程作为本研究所开发的特征造型原型系统 3D-Modeler2 .0中的一种造型方法     

快速成型技术三维激光扫描测量方法的研究

为适应新时代对现今产品少量多样化的需求 ,如何运用新的测量技术 ,快速将产品的3- D外形数字化 ,建立成 3- D CAD图档 ,便成为逆向工程关键的技术之一。本文利用非接触式3- D测量探头 ,采用线激光及双 CCD采集技术 ,建立一套逆向工程测量系统 ,快速将样品的3- D外形数字化 ,并利用边缘检测、滤波技术和曲线、曲面处理建模重构技术 ,建立 3- D曲面模型 ,缩短了产品的设计时间。     

射线与刀具扫描体包围盒求交算法探讨

在曲面的加工精度检验中 ,设计工件曲面的表面法矢量和刀具扫描体的求交算法是个难点。本文借鉴光线跟踪算法的思想 ,结合刀具扫描体的特点 ,提出了一个扫描体 NURBS曲面细分的新算法 ,并针对新算法提出了刀具扫描体的数据结构     

基于逆向工程的三维人脸建模

采用结构光3DSS三维扫描仪采集人脸点云数据,通过八叉树细分和对点云的法向估计进行人脸点云数据简化,利用三角曲面片造型法进行点云三角网格化,以及数据插补和创建NURBS曲面,建立了人脸三维数字化模型,并对人脸模型数据作误差分析。该方法能够快速建立三维人脸模型,且能满足人脸数字化和CAD／CAM系统的应用要求。     

Planar segmentation of data from a laser profile scanner mounted on an industrial robot

In industrial applications like rapid prototyping, robot vision, and geometric reverse engineering, where speed and automatic operation are important, an industrial robot and a laser profile scanner can be used as a 3D measurement system. This paper is concerned with the problem of segmenting the data from such a system into regions that can be fitted with planar surfaces. We have developed a new algorithm for planar segmentation based on laser scan profiles and robot poses. Compared to a traditional algorithm that operates on a point cloud, the new algorithm is shown to be more effective and faster.     

Quadric segmentation and fitting of data captured by a laser profile scanner mounted on an industrial robot

Applications like geometric reverse engineering, robot vision and automatic inspection require sets of points to be measured from the surfaces of objects and then processed by segmentation and fitting algorithms to establish shape parameters of interest. In industrial applications where speed, reliability and automatic operation is of interest a measuring system based on a laser profile scanner mounted on an industrial robot can be of interest. In earlier publications we have presented such a system and also a segmentation algorithm for planar surfaces using 2D profile data in combination with robot poses. Due to the data reduction offered by this approach the segmentation algorithm computes faster than algorithms based on 3D point sets alone. Encouraged by the results we have now developed a segmentation algorithm for two different quadric surfaces also based on 2D profiles in combination with robot poses. This paper presents the new algorithm together with test results and also an interesting observation that points to future work.     

平面零件逆向CAD三维模型生成系统的研究

应用逆向工程技术,分析了扫描图轮廓线追踪的方法,并以 AutoCAD和VB.NET为开发环境,具体阐述了扫描图生成CAD三维模型系统的设计理论思想及其实现过程.并以齿轮的扫描图为例,介绍了应用该三维模型系统成功地实现了三维造型的过程.