反求工程中的点云切片算法研究

提出了一种快速有效的点云切片算法．该算法基于空间栅格划分建立离散点之间的拓扑关联信息,通过高效的平面点云求交算法构造平面散乱点列;并基于多项式时间复杂度的混合式曲线重建算法实现了任意非均匀分布平面点列的多义线重组．应用实例表明：文中算法快速准确,稳定可靠．     

反求工程中点云数据的二次曲面特征提取技术

基于点的连通性及同一特征面测量点几何特征相似性，在特征曲面拟合误差控制下，实现了散乱数据二次曲面的区域分割．工程应用实例表明：文中方法稳定可靠，可显著提高反求CAD建模效率与重建模型精度。     

基于反求工程的牙颌模型的建立

目的:利用三维激光扫描仪扫描全牙列模型,对获得的数据进行处理,重构牙颌的三维图形。方法:将获得的三维点云数据进行处理,包括数据平滑、特征提取、数据分割、自由曲面建模等实现牙颌的三维重构。结论:得到牙颌的三维重建数字模型,牙颌模型的建立将极大地提高后期医生设计牙齿的质量与效率。     

反求工程CAD建模技术研究

将设计思想或实物原型迅速、直接、精确地转变为可以再加工的CAD模型,是产品创新设计和快速原型制造面临的关键技术,综合国内外反求工程CAD建模的研究和应用现状,分析了反求工程CAD建模问题的特点和需要进一步解决的主要问题,讨论了目前工程界普遍采用的反求工程CAD建模技术与思路,以及作者在解决这一系列问题中取得的进展情况。     

基于反求工程的牙颌模型的建立

目的：利用三维激光扫描仪扫描全牙列模型，对获得的数据进行处理。重构牙颌的三维图形。方法：将获得的三维点云数据进行处理，包括数据平滑、特征提取、数据分割、自由曲面建模等实现牙颌的三维重构。结论：得到牙颌的三维重建数字模型．牙颌模型的建立将极大地提高后期医生设计牙齿的质量与效率。     

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。     

器官反求CAD建模中的虚拟测量

针对基于断层轮廓数据反求CAD建模中曲面品质较差的问题，提出一种基于复合三角Bezier曲面的局部虚拟测量方法。首先分离品质较差的局部曲面，然后拟合局部曲面的散乱点得到光顺的中间曲面模型，最后将中间曲面离散得到修正的曲面模型。算例表明，利用局部虚拟测量方法可以明显提高器官重构曲面模型的品质。该方法也可以用于改善零件反求CAD中曲面局部特征的品质。     

基于特征的反求工程建模系统RE-SOFT

RE-SOFT作为一个专业化的反求工程建模软件在业界拥有较高的知名度,其许多核心技术独具特色．介绍了该软件的整体架构、主要功能和若干关键技术．通过对数据预处理、特征提取、特征重建和编辑中的一些核心技术的介绍,展示了反求工程领域的最新研究成果．叶片反求建模的应用分析表明,应用该系统进行反求建模可以获得完整特征表达的理想CAD模型．最后总结了RE-SOFT的主要特色,并给出了今后反求工程领域的主要研究方向．     

面向层析测量反求工程的自由曲面轮廓集分割技术

轮廓集的分割分为粗略分割和精化两个阶段．粗略分割是指从其他层上抽取和种子轮廓最相似的轮廓，提出了基于轮廓串匹配的优化方法；在精化阶段，提出了基于转角映射的特征连接点辨识技术，用来调整粗略分割轮廓段的两端点．实例表明，文中算法解决了自由曲面轮廓集精确分割的问题，为进一步实现三维特征参数识别和CAD模型重构打下了基础．     

蚁群算法在反求工程曲线重建中的应用

本文研究了蚁群算法在反求工程曲线重建中的实现方法,并对蚁群算法的蚂蚁数量、参数q、解空间及初始信息分布进行了优化,以克服蚁群算法早熟现象,满足反求工程中曲线重建实时快速的要求。经实验验证,用蚁群算法重建的曲线更光顺,能更好地反映点集的形状,但曲线重建的时间复杂度更大。     

基于切片方法截面数据处理

为了提高后续截面轮廓重建的精度,提出了基于截面切片后数据处理的系列算法.首先用点云束细化算法对切片数据进行细化处理,采用类似于移动最小二乘法的跟踪方法,整个过程不对测量数据进行局部坐标变换,迭代步长由点云密度控制;将截面切片数据细化后,用双链表排序算法对细化后的数据进行排序处理;对截面测量数据的特征点提取,结合"角偏差法"和"弦高差法"的优点,研究了对提取特征点结果影响的几个主要因子,提出一种对冗余数据处理及特征点提取的方法,得到的点云数据可以进行很好的分组处理,并拟合成合适的轮廓特征单元.     

Slicing Method for Reverse Engineering Based on Image Mosaic

Reverse engineering dealing with images is traditionally based on image processing and contour recognition. A new method is presented based on the combination of sectional slicing with image mosaic. Sectional contours of the target object are generated by colorful liquid or laser scanning, these images from different views are fused into a set of complete cross-sectional images, thereby the whole practical model is reconstructed in 3D space.     

基于逆向工程的飞机曲面重建方法研究磁

介绍了逆向工程的基本知识,飞机曲面数据采集的一般流程;提出了点云数据预处理算法实现,包括点云滤波算法、点云数据精简算法和基于奇异值分解法的多视点云拼接算法,通过对数据的预处理,大部分数据噪声得以消除,数据量进一步简化,多视点云数据实现空间配准;研究了飞机曲面重建的数据处理流程,对飞机机体进行若干分区,按照点、线、面的建模处理流程对每个区进行独立建模;最后以Catia逆向建模模块对某型样机点云数据处理流程为例,详细探讨了飞机曲面重建的流程,精度验证等方法实现,实践证明,论文介绍的算法和处理方法切实有效,建模数据准确可靠。     

点云数据中空洞区域的自动补测算法

通过引入平均误差及平均曲率影响因子,自动计算出补测空洞的影响区域,进而利用影响区域内的数据构造连续曲面并计算出空洞内的数据点．文中算法是一个具有自适应特性的数据补测算法．     

反求工程中扫描曲面特征的提取

根据扫描曲面的定义,本文提出了一种基于点云切片数据的扫描曲面特征的提取方法。首先,由平行且过扫描面特征的切片点云数据获取扫描轨迹曲线;接着,由垂直于扫描轨迹线的切片点云数据获得截面轮廓线;最后,由扫描轨迹曲线和截面轮廓线即可确定扫描面特征。本文算法已在UG／OPEN上实现,并用实例证明了该方法的正确性和可行性
性。     

逆向工程中的三维测量数据点云的分割

以线激光一机器视觉测量方式得到的曲面数据云为基础，探讨了曲面密集三维散乱点群数据的分割技术．根据线激光测量方式和三维点群分布的特点，建立了恰当的数据结构在计算机中表示散乱点群．并通过树形的空间结构完成对密集散乱点群空间分割，由此实现对散乱点群数据的几何分割。     

层次聚类法在逆向工程中的应用研究

针对层次聚类法和逆向工程的点云采样问题,在深入分析层次聚类法特 征的基础上对其进行了分类定义,包括曲面变分、BSP 构建等关键技术,构建了算法实现的 流程图。应用该算法结合Geomagic Qualify 软件对某汽轮机厂的水轮机叶片进行了采样和逆 向建模研究,证明了层次聚类法在逆向工程方面应用的可行性。