基于层析数据的CAD模型三维重构的实现

本文阐述了逆向工程的基本概念，介绍了作者开发的基于层析数据的ＣＡＤ模型三维重构逆工程系统。该系统读入实物原型的层析数据，经过预处理和特征识别后，输出特征数据，在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ９７的支持下实现三维重构。最后给出了两个重构实例。     

基于知识的三维特征识别方法研究

三维重建是逆向工程的一个关键环节，面片拼接重建算法丢失产品三维特征，导致反求结果精度低，数据最大，而且不易进行CAD建模和产品改型设计，根据切片图像信息进行三维特征识别是三维重建的一种有效方法，研究机加零件常见三维特征及其对应二维层析切片图形的关系，建立典型三维特征识别知识库，利用知识库的推理机制，提出基于知识的三维特征识别方法。     

基于逐层切削扫描测量法的实用化逆向工程

逆层切削扫描测量法是一种可获得零件内外腔数据且比较实用的测量方法．本文重点介绍了采用该法实现的逆向工程系统中特征识别、三维重构各模块的实现．特别是在特征识别过程中对于二维数字曲线的分段及重构提出了新的算法．最后指出将正向设计与逆向工程相结合是逆向工程实用化的一条新途径．     

计算机辅助神经元三维重构

本文叙述由IBM PC/AT微机(或PDP 11/23)组成的一个神经元三维重构系统。三维重构简称CARN(Computer Aided 3-Dimensional Reconstruction ofNeurons from Serial Sections)。该系统实现了连续切片中神经元的三维重构。本文对神经元的数据结构、树突、轴突的样条处理,细胞体的三维重构及神经元的立体图对显示、参数测量作了详细介绍。     

基于图像处理的外螺纹三维模型重构

提出了一种基于多角度序列图像特征实现外螺纹的三维模型重建的方法。 首先在旋转平台上采集多角度序列螺纹件图像,然后对每帧图像进行特征点提取,将序列图 像的特征点进行三维变换和插值,最终生成三维模型。实验结果表明,此算法能精确高精度 地实现外螺纹三维模型重构。     

基于特征的三维变量设计模型及形体重构

本文提出了一个适用于微机的基于特征的三维变量设计模型及形体重构方法，通过引入特征及约束的概念使变量设计成为可能，而特征树的应用克服了以往利用ＣＳＧ树进行三维变量设计的不足。该方法保存的信息还能用于后序加工。     

基于特征的三维变量设计模型及形体重构

本文提出了一个适用于微机的基于特征的三维变量设计模型及形体重构方法。通过引入特征及约束的概念使变量设计成为可能而特征树的应用克服了以往利用CSG树进行三维变量设计的不足。该方法保存的信息还能用于后序加工。     

三维模型对称平面重建的特征匹配方法

提出一种利用实物对称特征重建对称基准平面的方法：首先选择一组对称特征；然后将测量数据点投影在一过测量坐标原点的平面——定义为初始平面上，并用折线连接，旋转初始平面使两条折线重合，可以得到一个与对称平面平行的平面；接下来再移动这个平行平面，使对称特征到它的距离相等，这时的位置平面即为所求的对称平面。该方法已在逆向工程数据前处理系统中实现，并应用于摩托车外形塑件的逆向工程．     

OpenGL在逆向工程三维重构中的应用研究

研究了在MFC中运用OpenGL进行编程，重构三维物体的方法，对于逆向工程三维重构的杂乱离散点云，在进行排序重组和三角网格化后，运用OpenGL对三角网格进行消隐，设定法线，光照和材质的处理，重构原始物体，具体的应用实例说明了所提方法的有效性。     

面向并行设计的特征识别与模型重构方法

在分析现有CAD软件以及产品建模方法不足的基础上，引入广义工程语义特征的概念，应用广义特征对象实现面向并行设计的产品广义信息模型的简化表示；提出一种自动特征识别方法，对识别对象进行分类；以截面复杂的回转体特征为例，着重表述了基于基面的特征识别算法；扼要介绍Pro／E软件中的特征结构树，提出面向Pro／E的特征信息三级提取策略与特征信息模型重构原则，并据此开发了DFX原型系统．     

逆向工程中基于Solid Edge与Surfacer的产品三维重构

随着工业技术的进步以及经济的发展,产品的工业设计已逐渐受到重视。一些具有美工背景的设计师用手工方式塑造出产品模型,然后通过三维测量来建立模型的CAD图形文件。同时,在实际工程应用中,由于进口产品的技术方不提供原始技术资料,所以进行产品的仿制与创新时必须利用三维数     

基于STEP的特征模型及重构算法

随着CAX技术的发展,特征技术得到越来越多的重视,特征技术的使用,大幅度提高了产品的设计、制造、集成等过程的效率。目前,基于特征的CAD、CAM系统是市场的主流,CAPP是完全基于特征的应用系统。但是在STEP的众多应用协议中,涉及机械设计、制造、管理的应用协议有很多,但是这些应用协议基本上没有提供对特征的支持。AP224是较早支持特征的STEP应用协议,主     

施工管理虚拟环境中的CAD识别和三维重构

给出了识别CAD系统设计结果的数据,并在此基础上介绍了进行三维建模的施工管理虚拟环境,提出了有效的基于OpenGL的三维重构解决方案.在该环境中指定各结构构件间、结构构件同其它数据的相关物理及逻辑属性,动态的模拟施工过程,可以实现施工优化控制和相应的资源可视化管理.     

基于手绘草图的三维CAD系统

Post-IMP界面是下一代用户界面的主要范式。该文研究并实现了一种新型的基于笔的手绘草图三维CAD系统。实现手绘草图三维CAD系统的关键是设计一个自然、合理、高效的草图语义表达与获取框架,它要着眼于解决用户在做什么和在哪里做这两方面的问题。该文详细地讨论了草图语义表达和获取框架的设计思路及实现方法,并开发出一个原型系统,该系统以一支手写笔和一块手写板为交互输入设备,能够较自然高效地进行一些复杂的三维实体和三维场景设计。     

基于形态学算子的磨粒三维重构模型

利用图像处理技术,结合显微镜焦平面成像原理,提出了在普通光学显微镜下对磨粒进行三维表面快速重构的方法,使磨粒的三维测量不再受昂贵的三维测量仪器在功能上和成本上的限制。从采集视频中提取帧图像,应用梯度算子进行滤波处理划分得到焦平面范围,同时,提出结合数学形态学方法在小范围内消除焦平面区域的不连续性,扩展焦平面范围,使得不能检测到的焦平面得到较好的处理。通过布尔代数运算将不同的显微镜焦平面图像重构成一幅完整的磨粒图像。该方法可以弥补电子扫描电镜难以得到物体表面的颜色的不足,同时相比较于激光共焦显微镜测量三维表面的方法更为简单且更容易得到磨粒表面的真实图像色彩。     

基于语义的三维CAD模型可重用区域自动提取

针对产品设计中的局部检索重用需求,提出一种基于语义分析的可重用区域自动提取方法。通过采用扩展特征树表征三维CAD模型,准确刻画设计模型中不同粒度、不同形式的特征及特征间的关联关系,有效捕捉模型中包含的设计语义;通过分析局部区域的设计重用性,提出局部区域可重用性度量函数,并以扩展特征树的表征结构为输入,依据局部区域的可重用性自动提取候选可重用区域;通过进一步评价候选可重用区域的重用率确定最终可重用区域,以确保可重用区域的有效性及合理性。实验结果表明,依据本方法提取获得的可重用区域符合设计重用语义,能有效支持产品设计阶段的局部检索重用。     

一种基于逼近理论的曲面重构方法

从离散点列构造一条曲线出发,提出了一种可以处理散乱数据点的曲面重构方法,其主要思想是逐步逼近,即分别用平面三角形和三角Bezier曲面片逼近。详细介绍了空间点的三角划分、离散点的参数化、三角Bezier曲面片逼近以及两曲面片的拼接等算法;最后,给出了几个应用实现。     

基于子图同构的三维CAD模型局部匹配

针对整体相似性检索算法无法实施精确的局部结构匹配的问题,提出一种基于子图同构的三维CAD模型局部结构匹配算法.该算法通过提取CAD模型的B-Rep信息,将其表示为以面作为节点的属性邻接图.在局部匹配过程中,用户输入的局部结构被表示成"子图".待匹配的整体CAD模型被表示成"大图";则在整体CAD模型中.检索局部结构的问题就被转换成在"大图"中寻找同构"子图"的问题.子图同构是NP完全问题,通过利用CAD模型的面特征将图顶点有效细分,并利用已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配.实验结果表明,该算法能实现精确的局部结构匹配,并且检索效率能满足实际应用要求.     

基于双目被动立体视觉的三维人脸重构与识别

提出一种基于双目被动视觉的三维人脸识别方法, 该方法采用非接触式的人脸信息采集技术, 利用图像中弱特征检测方法实现双目视觉中的人脸检测与初步视差估计, 运用基于复小波的相位相关技术对人脸表面进行亚像素级小区域匹配, 重建人脸三维点云信息. 通过可调训练次数的神经网络技术实现多层次人脸曲面重建, 并结合人脸2D图像对重构曲面进行仿射归一, 继而迭代地进行特征提取与识别过程. 实验结果表明, 双目视觉方法使人脸信息采集过程友好隐蔽; 在对应点匹配中, 运用复小波的相位相关算法可获得密集的亚像素精度配准点对, 用神经网络方法可正确重建人脸曲面. 识别过程对环境以及人脸位姿表情等鲁棒性强. 该系统成本十分低廉, 适合在许多领域推广应用.