散乱测量数据多层次B样条逼近曲面拟合算法

提出了一种散乱测量数据的快速曲面拟合方法。该方法使用由粗到精的有继承关系的控制网格分级,从而产生相应的拟合逼近函数,每一级都比前一级更加逼近测量数据。拟合曲面的精度与光顺性可通过适当选择分级层数得到控制。当控制网格分级足够多,密度足够大时,最后拟合结果是插值于测量数据的C2连续曲面。     

一种散乱数据曲面拟合算法

这里提出了一种散乱数据点的曲面拟合方法。首先，先对点云进行网格划分，然后采用二次曲面的最小二乘拟合确定网格点的坐标。再对这些行的网格点进行蒙皮曲面造型，生成B样条曲面。为了得到更高精度的逼近曲面，以此曲面为基面，采用B样条曲面的最小二乘拟合方法对原始散乱点云作进一步参数化。从而可以获得较高逼近精度的曲面。最后给出的算例证明此方法是简单有效的。     

散乱数据点的曲面插值

本文介绍了基于三维三角曲面插值网络,通过对曲面内部控制点引入参数表示构造整体光滑曲面模型的一种方法,该方法简单有效地寝室邮三角曲面的光滑拼接,算法稳定、可靠。     

均半径圆拟合技术在曲面加工中的应用

用直线段和圆弧段去拟合非圆曲线有多种方法。本文重点论述等间距直线逼近及过两已知节点与两节点半径均值圆弧拟合技术的基本原理以及误差分析方法。在应用实例中,利用上述方法有效地提高了拟合精度,通过对零件实体进行分析、计算、编制精加工程序实现对椭圆曲面的数控加工。     

自由曲面测量的三维散乱点云无约束配准

结合局部曲面拟合和广义二分优化搜索,提出了用于大尺寸自由曲面形貌测量中多视三维散乱点云自动配准的算法.首先,对点云微小局部区域进行标准最小二乘曲面拟合,根据拟合残差提取给定点云的全部非平坦区;借助图论中“邻接”与“可达”的概念以及非平坦区的空间分布统计特征,进行相邻点云非平坦区的区域聚类计算以及区域匹配,进而自动获得配准位姿初值.然后,计算源点云在目标点云中最靠近点的k邻近,并向k邻近点的局部移动最小二乘拟合曲面做正交投影,以提取对应点.最后,采用广义二分优化搜索进行位姿变换的优化求解.试验结果表明:该方法稳定、可靠,无需人工交互,适用于采样错移情形.在重叠区域内选取150个对应点进行位姿优化时,平均配准缝隙约为0.02mm,可以满足大尺寸自由曲面形貌测量的多视三维散乱点云配准的要求.     

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.     

曲线曲面拟合在逆向造型设计中的应用

由Tritop和Atos软件得到汽车车门点云数据，利用CATIA软件的数字编辑器和自由造型单元，对车门点云进行分网和曲面拟合处理，得到了车门曲面造型的结果。在处理过程中，运用了编辑点云、划界、过滤、分网、分区拟合和链接等一系列方法，得出了一些应用CATIA软件的经验和技巧。     

车身外形曲面CAGD系统的开发与应用

在分析车身外形曲面设计规律的基础上,从NURBS方法的原始定义出发推导了具有实用意义的算法,并建立了用于车身外形曲面几何造型的CAGD系统,最后给出了设计实例。     

NURBS曲面权因子及其在曲面修形中的应用研究

对非均匀有理B一样条(NURBs)的权因子作了分析研究。首先,阐述了NURBS曲面权因子的几何意义,说明权因子是有关四点的交比;分析了权因子的极限性质以及零权因子对曲面形状的影响。其次,就曲面上一点在控制顶点方向或任意方向移动的情况,给出了曲面形状调整时权因子的计算公式;最后,给出了曲面权因子调整的应用算例。     

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。     

COMPLEX SURFACE RECONSTRUCTION BASED ON OBJECT-ORIENTED DEVELOPING TOOL VBA

Taking AutoCAD2000 as platform, an algorithm for the reconstruction of surface from scattered data points based on VBA is presented. With this core technology customers can be free from traditional AutoCAD as an electronic board and begin to create actual presentation of real-world objects. VBA is not only a very powerful tool of development, but with very simple syntax. Associating with those solids, objects and commands of AutoCAD 2000, VBA notably simplifies previous complex algorithms, graphical presentations and processing, etc. Meanwhile, it can avoid appearance of complex data structure and data format in reverse design with other modeling software. Applying VBA to reverse engineering can greatly improve modeling efficiency and facilitate surface reconstruction.     

NON-CONTACT MEASUREMENT SYSTEM OF FREEFORM SURFACE AND NURBS RECONSTRUCTION OF MEASUREMENT POINTS

Based on the development of the non-contact measurement system of free-form surface, NURBS reconstruction of measurement points of freeform surface is effectively realized by modifying the objective function and recursiveprocedure and calculating the optimum number of control points. The reconstruction precision is evaluated through Ja-cobi's transformation method. The feasibility of the measurement system and effectiveness of the reconstruction algorithm above are proved by experiment.     

散乱数据点云型面特征分析算法的研究与应用

提出一种产品散乱数据点云型面特征快速分析算法.该算法基于R*-tree动态空间存取模型,能快速、准确地获取点云局部型面参考数据,并采用最小面积包围矩形法对其进行参数化;以自由曲面逼近产品局部型面,估算数据点云型面曲率值;将点云型面曲率映射为RGB颜色值,以曲率云图反映产品型面特征分布.该算法运行效率高,产品数据适应性强,型面特征分析结果准确.     

模糊可靠性分析的分段非线性加权响应面法及其应用

提出广义失效概率估箅的分段非线性加权响应面法.该方法首先将广义失效概率的积分区域划分为功能函数对模糊失效域隶属函数近似不变的积分微段,在积分微段中的广义失效概率可以转化为随机失效慨率,进而采用非线性加权响应面法拟合积分微段边界,并求得相应边界的随机失效慨率.针对0-起飞-0和0-最大连续-0循环载荷作用下的某型粉末冶金涡轮盘,采用文中所提方法对涡轮盘低周疲劳寿命进行模糊可靠性分析,分析结果表明,所提方法的效率、精度以及在工程上的实用价值.     

数控成形磨床移动式立柱温度特性分析及数据拟合

为了研究数控成形磨床中腰导轨移动式立柱温度场特性,采用LabVIEW(laboratory virtual instrument engineeringworkbench)虚拟仪器开发温度实时采集系统,对中腰导轨移动式立柱执行温度场测量,并基于测量数据对立柱进行热态特性分析;根据对温度场数据的分析和研究,针对时间常数跨度较大的多阶指数函数,提出一种逐级递推式拟合算法。根据不同时间常数的指数函数具有不同平衡时间的特点,通过数学变换,采用一阶指数函数的拟合算法进行拟合并逐级递推,分别得到多阶指数函数不同项的时间常数和相应的幅值。拟合曲线与试验曲线相比,此算法简单实用,并具有较高的拟合精度,适合用于移动式立柱温度特性分析与精确建模。     

VISUALIZATION OF THREE-DIMENSIONAL DATA FIELD AND ITS APPLICATION IN MACHINE TESTING

In order to realize visualization of three-dimensional data field (TDDF) in instrument, two methods of visualization of TDDF and the usual manner of quick graphic and image processing are analyzed. And how to use OpenGL technique and the characteristic of analyzed data to construct a TDDF, the ways of reality processing and interactive processing are described. Then the medium geometric element and a related realistic model are constructed by means of the first algorithm. Models obtained for attaching the third dimension in three-dimensional data field are presented. An example for TDDF realization of machine measuring is provided. The analysis of resultant graphic indicates that the three-dimensional graphics built by the method developed is featured by good reality, fast processing and strong interaction     

LEAST－SQUARES METHOD－BASED FEATURE FITTING AND EXTRACTION IN REVERSE ENGINEERING

The main purpose of reverse engineering is to convert discrete data points into piecewise smooth, continuous surface models. Before carrying out model reconstruction it is significant to extract geometric features because the quality of modeling greatly depends on the representation of features. Some fitting techniques of natural quadric surfaces with least-squares method are described. And these techniques can be directly used to extract quadric surfaces features during the process of segmentation for point cloud.     

无失效数据的可靠性评估和寿命预测

提出一种无失效数据可靠性评估和寿命预测方法 ,给出其可靠度和使用寿命的置信下限。该方法在Weibull分布形状参数下限已知的情况下 ,能将所有无失效寿命数据进行累加 ,大大提高可靠性分析的精度 ;而在对数正态分布标准差上限已知的情况下 ,可以充分发挥对数正态分布的可靠度和使用寿命置信下限较高的优点。此外 ,还建立对数寿命标准差和Weibull分布形状参数之间的关系式 ,从而能够根据工程上积累的大量对数正态分布标准差上限的数据求得Weibull分布形状参数下限 ,反之亦然。本文方法易于计算 ,便于工程应用     

管道内表面裂纹的断裂随机分析

在小扰动随机概念了建立了工程随机分析理论,并将其应用于管道内表面裂纹的弹性,全塑性和工程弹塑性断裂分析,并形成管道内表面裂纹断裂的随机分析方法,最后给出了若干算例。