任意拓扑三角网格模型的Loop细分曲面重建系统

提出一种从任意拓扑密集的三角网格模型拟合Loop细分曲面系统，包含对原网格模型进行特征识别，把保持了原有特征的简化网格和拓扑优化所获得的网格作为拟合初始控制网格。系统通过对控制网格顶点的循环修正和局部自适应细分来求解最终拟合细分曲面控制网格，避免了求解线性方程组，提高了拟合曲面的质量，实现了在给定精度下用较少的控制网格反映物体细节特征的分片光滑（片内除奇异点C^1外其余C^2连续）的Loop细分曲面重建。实例表明，Loop细分曲面重建系统对于任意拓扑海量三角网格测量数据的细分曲面重建是高效可行的。     

Loop细分曲面的自适应等距面生成算法与实现

提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过给定等距精度的控制网格进行局部自适应细分 ,重新生成等距面并检测误差 ,直至整个细分等距曲面满足精度要求 ,所生成的等距细分曲面除局部 C1 外其余 C2 连续。实例表明 :本算法高效稳定 ,生成的等距细分曲面已完全满足实际工程需要。     

细分曲面在逆向工程中的应用

本文就细分曲面在逆向工程中的应用作了探讨。相比传统重建方法的不足,本文总结了细分重建的优势并基于Loop模式概述了细分重建的大致流程,包括网格简化与优化、重采样、最小二乘拟合。并简要介绍了Loop细分模式的细分规则和细分极限位置。     

基于细分曲面的反求工程CAD系统设计

通过对细分曲面的两种基本细分模式的研究,设计了一个基于细分的反求工程CAD系统。这个系统可以将物体的三维离散数据进行简化,然后根据不同的细分方法,反求出物体的CAD模型,而且这个系统可以对模型进行旋转、平移、缩放、局部放大、整屏显示全图等操作。     

复杂曲面重建技术应用

逆向工程是制造业产品创新设计的关键技术。通过点云数据建立曲面细分模型是曲面重建的最新思路,但是距离形成高性能应用体系还需解决很多问题。将逆向软件和专业CAD软件结合起来是针对复杂曲面模型重建的有效方法,以神舟五号载人航天飞船缓冲减震垫设计为实例,探求了复杂曲面重建规律。     

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。     

基于Doo／Sabin细分的分片光滑曲面重建算法研究

对于任意拓扑曲面重建，曲面样条是一个比较好的选择。Peters和Hoppe分别对曲面样条进行了理论分析和应用，在对Peters和Hoppe的工作研究和实践中发现可以对算法进行局部改进，并介绍了新算法。     

自适应细分曲面算法及在快速成型

为提高快速成型制造中STL模型切片轮廓的光滑性,提出了一种基于Loop模式的自适应曲面细分算法,首先分割出网格模型中的曲面和平面,对和尖锐边相邻的曲面三角面设计了特殊的细分规则.通过三角面顶点的平坦度和容差平坦度决定三角面是否做进一步细分,以达到自适应细分的目的.该算法在保留零件模型上尖锐特征的同时,提高了模型上曲面部分的光顺性,从而可以利用模型的全局信息获得光滑的2维切片数据.     

基于细分的逆向工程及其关键技术分析

分析了逆向工程的体系结构、数据获取、数据处理和模型重建等方面关键技术问题及解决方法，着重讨论了在逆向工程中用细分曲面建模的思路，并结合工程实例加以说明。     

基于局部细分曲面拟合的散乱数据孔洞修补算法

在逆向工程应用中,对于带有孔洞的散乱测量数据,给出了孔洞自动识别算法,通过提取孔洞邻域的局部数据进行三角网格划分和网格化简,得到带有孔洞的基网格.提出了基网格孔洞三角划分方法进行孔洞填补,在此基础上采用最小二乘方法进行Loop细分曲面拟合得到光滑的细分曲面片.以孔洞边界为基准,给出了细分曲面裁剪算法去除拟合曲面的多余部分,最后得到精确的孔洞填补数据.     

基于Geomagic的曲面CAD模型重构

随着逆向工程的发展,越来越多的产品采用逆向制造。以冲压件为例,讲述了Geomagic、UG软件进行逆向参数化建模的设计思路和应用特点。使用Geomagic软件将获取的制件表面数据进行预处理,并基于NURBS曲面对制件进行自由曲面重构及误差分析,最后在UG中完成曲面局部重构及实体建模。表明,应用Geomagic、UG软件相互结合,可以进行曲面快速重构,大大缩短了设计周期,提高了研发效率。     

逆向工程中二次曲面拟合方法的研究

数据分块和曲面拟合是逆向工程中最关键的部分。主要探讨并实现了一种新的二次曲面拟合算法：首先用一种改进的参数化方法建立球面、圆柱面、圆锥面和圆环面的几何距离函数，然后用非线性最小二乘法拟合曲面。实验证明所采用的拟合方法能够有效避免奇异值问题，具有较好的健壮性和拟合精度较好等优点。     

过盈配合计算机辅助设计系统

设计开发了一个基于AutoCAD的过盈配合计算机辅助设计系统。该系统可完成有关过盈配合的最小配合面压强、传递载荷所需的最小过盈量等参数的计算,为过盈配合的设计与计算提供了一个高效的工具。     

基于神经网络的曲面拟合方法研究

分析了应用于反求工程的几种曲面拟合方法,提出一种基于神经网络技术的自由曲面拟合新方法。该方法能在实物原型存在破损或不完整的情况下对测量数据进行数据插补和曲面重构,获得精度较高的拟合曲面。通过安全帽面的测量与数据拟合处理实例,验证了该方法的有效性。     

非流形曲面Loop细分研究

工业产品几何造型技术的发展要求，以及代数拓扑学复形等概念引入到几何造型中，因此产生了非流形几何造型理论。参数曲面造型所表示的物体复杂性受到限制，细分造型计算简单，可以表达任意拓扑关系，目前在图形学中已得到广泛研究并在三维建模、计算机动画中得到广泛应用。本文介绍了扩展实现Loop细分算法，使之能应用于非流形曲面，并相应提出了一种简易的基于三角形控制网格的数据结构。     

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。