通用型二维轮廓形状评定软件的研究

为了完成各类零件的形状检测与评定,提高零件加工质量,针对零件二维轮廓的测量要求,设计了一套功能完备的通用型轮廓测量软件。在软件的编制过程中,以提高其通用性为原则,直接读取文本数据,并可评定二维形貌的各项设计尺寸;改进了直线度、圆度误差的计算方法,减少了计算机运算时间,提高了测量精度;设计了一项图形对比功能,可将设计尺寸与被测轮廓进行整体对比,以判定被测零件是否合格;提出一种交互式的所见即所得的打印方法,用户可自行设计打印版面,提高了打印文档的灵活性。     

基于边界矩的机械零件图像轮廓特征提取技术

为实现机械零件的有效分类,针对零件具有比较明显的轮廓特征的特点,提出了基于边界矩的零件图像轮廓特征提取方法.首先采用轮廓提取算法,提取零件二值图像的轮廓,在进行水平倾斜校正后,以零件的质心为中心,将轮廓图像划分为若干个扇形子区域.利用改进的边界矩计算方法,分别计算出各子区域的边界矩,从而得出零件轮廓图像边界矩的分布特性.最后,采用K均值聚类算法对提取的零件轮廓特征进行分类,实验结果证明了该方法的有效性.     

二维表面轮廓测量仪测试系统的开发

在分析触针式二维轮廓测量仪基本工作原理的基础上,开发了二维轮廓测量仪测试系统。经实际应用表明,该系统可对各类零件轮廓数据采集,进行准确、完整的标注和分析,并可对螺纹零件进行一次性标注所有的螺距及牙型角;可方便地标定仪器,减小测量误差;可根据用户需求所见即所得地打印图形,并可以保存为国际通用的图形格式,具有较高的市场竞争力和应用价值。     

基于协方差矩阵的轮廓曲线拟合算法研究

针对工业视觉领域中,包含直线、圆弧特征的零件轮廓尺寸的检测,提出了一种基于协方差矩阵的轮廓曲线拟合算法.该算法首先采用8-连通法提取轮廓边缘数据,并排序成有序点集;然后计算轮廓曲线最小包围盒,根据已知曲线类型,初步确定特征点范围;其次基于协方差矩阵的特征值分析自适应地确定特征点的支撑区域,精确提取特征点;最后采用最小二乘法拟合曲线方程,重建轮廓曲线.对具体的零件进行实验分析,结果表明,采用基于协方差矩阵的轮廓曲线拟合算法实用性强,测量精度高,对在线视觉检测具有重要意义.     

工业CT图像轮廓数据提取研究

零件CT扫描设备在扫描过程中不可避免会产生大量冗余信息,导致获取的零件轮廓离散点数据存在噪声和冗余数据．使得特征点提取变得异常困难。传统轮廓数据点的提取和平滑除噪是采用不同方法分开进行的．这种方法可能会剔除有用的特征数据点数据和造成得到的边界点数据发生畸变和偏移。利用多尺度分析技术研究轮廓离散数据的处理,通过对原始轮廓离散数据曲率进行小波多波辨率分解,然后根据尺度间相关性来去除轮廓数据冗余信息和提取特征点,便于在随后的重建过程中实现更精确的表达,基于该方法开发的软件,在实际中应用,取得了良好的效果。     

人体散乱点云数据的区域分割算法

正确的人体点云数据分析不仅是人体3D测量的必要手段,更是未来服装数字化设计的基础,也是服装定制化智能生产的数据来源。人体散乱点云数据相比规整数据拥有更多的噪声及不规则性,这使得提取轮廓以及提取分割特征点更加困难。为了解决人体散乱点云数据分割难题,提出了基于移动最小二乘的切割算法。首先使用主成分分析法进行点云数据的调整,并使用夹角分析法提取投影到特定平面的二维轮廓。在此基础上,采用移动最小二乘法对部分二维数据点进行局部拟合并根据导数信息提取分割特征点。最后,利用VT K作为点云显示平台,对不同人体点云数据进行算法验证。实验结果表明,该分割方法实用可靠。     

工业CT图像轮廓数据提取研究

零件CT扫描设备在扫描过程中不可避免会产生大量冗余信息,导致获取的零件轮廓离散点数据存在噪声和冗余数据,使得特征点提取变得异常困难.传统轮廓数据点的提取和平滑除噪是采用不同方法分开进行的,这种传统方法可能会剔除有用的特征数据和造成得到的边界点数据发生畸变和偏移.利用多尺度分析技术研究轮廓离散数据的处理,通过对原始轮廓离散数据曲率进行小波多分辨率分解,然后根据尺度间相关性来去除轮廓数据冗余信息和提取特征点,便于在随后的重建过程中实现更精确的表达.基于该方法开发的软件,在实际应用中取得了良好的效果.     

数字图像轮廓提取在Pro/E技术中的应用

讲述了从图像的轮廓提取到三维造型的一种方法.该方法包括图像的轮廓提取、矢量化以及输出为CAD软件应用的图形格式(IGES格式),最终在Pro/E中进行三维造型.实践表明,本文提供的方法对于解决由二维模型建造三维模型问题是非常有用的.     

三维模型检索中手绘草图轮廓特征的应用研究

为了能够在大量的三维模型中高效地检索出需要的模型,提出了基于手绘草图的轮廓特征实现三维模型检索的方法.首先对输入的草图进行预处理,提取草图平滑的轮廓;然后利用傅立叶变换对提取的草图轮廓进行降维处理,生成具有平移、旋转、比例缩放不变性的特征向量.利用动态时间规整方法计算特征向量的距离,比较手绘草图和3D模型之间的相似性.实验表明该方法具有较好的检索效率和检索效果.     

面向逆向工程的二维轮廓曲线重构方法研究

针对逆向工程中零件二维轮廓曲线的重构问题,在考虑异常数据及各项测量误差的基础上,提出了基于局部加权回归散点平滑(Locally Weighted Scatterplot Smoothing,LOWESS)法和移动平均平滑(Moving Average Smoothing,MAS)法的联合光顺策略.利用Akima插值算法对离散修复数据进行了拟合.以某汽车轮毂轮廓曲线修复为应用实例,运用基于稀疏模型的评判准则对重构轮廓曲线的光顺性进行了定量分析,不仅保证了曲线的重构精度,而且提高了其光顺性.研究结果表明所采用的曲线在线重构方法具有实用性与有效性.     

3D打印机G代码预处理优化算法

为了突破现有3D打印机控制系统原有的文件处理模式的限制,提出将G代码程序在PC端先行预处理的方法。在程序预处理过程中,同时对多段微小线段进行前瞻控制和速度规划;预处理结束后,再将处理结果输入3D打印机执行打印操作。该方法减少了3D打印机处理器负担,且通过PC端预处理可以得到更优化的计算结果。实验测量数据证明：G代码预处理方法与传统G代码处理方法相比,节省了打印机处理器处理时间,同时提高了打印品质。     

超精密点对点运动三阶轨迹规划精度控制

研究一种优化的超精密点对点运动三阶轨迹规划算法及其精度控制策略.在简要分析三阶轨迹轮廓可能情形的基础上,建立三个约束基准用来预判别以上情形:速度-加速度基准、位移-加速度基准和位移-速度基准,依据该基准与系统约束,提出一种考虑轨迹全过程的预处理方法,并给出时间优化的轨迹规划算法.考虑算法离散实现时的精度损失,提出一种轨迹规划内部整数积分策略,避免因浮点积分操作所造成的数据漂移而引起的精度失败.此外,提出一种基于位置修正因子的补偿方法,克服切换时间圆整所引起的终点位置偏差.实例证明提出算法的有效性和可靠性.该算法已成功应用于半导体加工装备研发中.     

基于数据直接传递的摆线轮参数化设计

为了解决AutoLISP参数化设计产生的摆线轮二维廓形在UG环境下快速生成实体模型的问题,提出了基于数据直接传递的建模方法,利用UG建模模块中样条曲线的文件功能读入AutoLISP函数运行得到的数据,在UG环境中直接生成二维廓形,并通过拉伸和其他特征操作快速得到摆线轮的三维实体模型,从时效上解决了图形数据从一种环境向另一种环境中的转换.     

AutoCAD环境下工程自由曲面的一种三维重建方法

提出一种AutoCAD环境下工程自由曲面的三维重建方法 ,根据投影栅相位法测得的三维离散数据 ,将 3DMESH命令与脚本文件相结合 ,实现自由曲面三维模型的自动重建     

一种从器件三维实体到工艺版图的MEMS CAD技术

研究了标准三维实体文件和版图文件的格式,在此基础上提出了一种在MEMS CAD中从三维实体到工艺版图的转换方法,实现了直接基于文件到文件的三维实体到工艺版图的转换,使用C++语言开发了相应的转换接口。通过典型MEMS器件——微机械加速度计和微机械陀螺的多种结构,验证了三维实体到二维版图转换的可行性与效率。结果表明,这种转换方法切实可行,且效率较高,为实现MEMS自顶向下与基于任意流程的设计方法、简化版图绘制、提高设计效率提供了一种有效的途径。     

基于仿形测量和误差补偿处理的模具逆工程曲面重构

阐述了逆工程的概念、组成及实施的关键技术 ,重点讨论了逆工程仿形测量技术、误差补偿处理、以及基于测量数据的曲面重构技术 ,包括测量数据预处理、曲线拟合及曲线的光顺处理、曲面的拟合以及结果的检测与评估。以变矩器叶轮叶片芯模具为实例 ,就逆工程技术在模具快速设计与制造方面的应用做了初步的探讨。     

弧齿锥齿轮的三维模型设计

采用运动学方法和齿轮啮合原理推导了弧齿锥齿轮的齿面方程,再用MATLAB软件编程采集齿面上点的信息生成数据文件,然后把数据导入三维造型软件CATIA中构造齿轮的轮齿曲面,最终实现了弧齿锥齿轮的三维模型.     

三维模型特征识别中的神经网络方法

将神经网络方法运用到三维模型的特征识别问题是一种新的尝试，对于用神经网络解决拓扑性的、不易被形式化的这类问题具有积极意义。本文综述了近10年来各种基于神经网络的三维模型特征识别技术，介绍并分析了三维模型拓扑数据的矢量化方法、不同神经网络模型的识别算法，以及基于层分解技术的特征自组织识别等，可帮助相关领域的研究人员较为完整地了解该领域的研究成果和发展方向。     

基于ICC标准的彩色扫描仪色彩检测及标定

对彩色扫描仪的 ICC Profile文件结构进行了详细的分析 ,给出了建立扫描仪 ICC Profile文件的矩阵模型和查表模型 ,提出了使用 IT8.7/ 2色靶、最小二乘回归法和多项式的方法求解模型中的系数的方法。最后给出了实验结果 ,表明建立的ICC Profile文件能够满足实际的需要     

基于OpenGL的高效三维物体建模的研究

通过分析比较2种不同的在Delphi程序中载入3DS文件的方法,着重提出了模型直接载入法,通过分析3DS的文件格式,在Delphi下编程读取与重现3DS模型,从而简化3D建模程序,并改善模型显示效果。