基于三坐标测量数据的点云曲面重构

基于CMM测量数据,针对鼠标数据的特点,进行了边界拟合、特征识别、分片重建、光滑拼接等技术的研究。利用三次B样条拟合边界曲线,利用微分几何方法进行曲面特征的识别与分割,利用拉伸及放样法进行曲面片重构,最后进行曲面片相交、剪裁、过渡完成最终的鼠标模型。     

用Loop细分曲面拟合点云数据的方法

将输入的点云数据进行三角剖分形成三角网格,按参考文献[1]建立求解插值细分曲面控制顶点的线性方程组.将所建立的线性方程组进行变换,使方程组的系数矩阵对称.证明了该系数矩阵正定,给出了矩阵特征值的上下界估计.将三角网格顶点作为迭代的初始控制点,提出了求解插值细分曲面控制顶点的两种迭代算法以及两个相应的盈亏修正公式.实例表明,两种迭代算法收敛速度快,拟合精度高.     

点云数据的曲面重构新算法

针对采用视觉测量方式得到的点云数据特点,提出了基于动力学数值仿真的网格曲面逼近方法,依据曲面率变化特性,该方法可对点云数据进行自适应压缩,并能显著提高逼近网格的品质,从而实现了点云数据的精确曲面重构。实际的算例结果表明,该方法实用可靠。     

激光测量的自由曲面点云数据处理方法

介绍了基于VIVID910三维激光扫描仪在零部件上获取自由曲面点云数据的方法。针对点云数据中所存在的影响模型重构精度的各种因素,详细论述了无用杂点删除、多视点云对齐、数据点云合成、点云数据编辑、数据点云精简及数据点云平滑等预处理方法。实例表明,经过处理的点云数据有利于后续的曲线、曲面重构及模型重构。     

基于激光点云数据的叶片型面三维重构

在四坐标叶片型面检测基础上,提出基于激光点云数据的叶片型面三维重构方法。激光位移传感器对叶片型面进行多视角扫描采样,快速采集叶片型面海量点云数据。运用由点到线到面的数学建模原理,先基于端点一阶导矢连续法拟合出光顺NURBS曲线,再依据分片能量法构建辅助曲面拟合出光顺NURBS曲面,最后对分片NURBS曲面进行统一描述,构造出精确光滑的叶片型面,实现叶片型面的三维重构。实验结果表明：采用该方法实现对各类叶片复杂型面的三维重构,重构误差均<0.015 mm,能够满足精密零件的测量需求。     

重构曲面的品质分析及优化技术

重构曲面的品质分析和优化技术在逆向工程中占有重要的地位,是重构曲面光顺质量的重要保证。本文讨论了重构曲面品质分析和优化的常用方法和工作原理,并介绍了它们在逆向工程中的应用。     

三维散乱数据曲面重构技术综述

三维散乱数据曲面重构技术是复杂曲面测量几何造型系统的关键技术。它有整体拟合和局部拟合两种方法。局部拟合因其具有与通用CAD系统相同的数学模型，所以它是复杂曲面到量几何造型系统的常用方法。目前，国内外专家学者在这方面做了大量的理论研究和实际探索，并取得丰硕成果。这种将测量系统与造型系统结合起来的曲面重构技术在工程实际中具有广阔的应用前景。     

基于散乱数据的B样条曲面重构与优化

利用B样条曲面表示初始逼近曲面，利用三次B样条曲线优化曲面，实现了散乱数据的曲面重构，算例表明，算法简单易行，逼近效果良好。     

基于最小二乘法的曲面生成算法研究

针对不均匀截面线族曲面生成问题,本文提出了一种基于最小二乘法的曲面生成算法。这种算法在插值的思想上融合了逼近的思想,因此解决了困截面线旅不均匀而使曲面参数线族不合理并导致曲面光顺性不好的问题。该算法已在自行设计的面向数控的曲面造型系统中实现．     

三维曲面重构技术研究进展

曲面重构的方法与过程手段决定了逆向工程的质量与效果,重构结果能为后续的工程分析和产品设计提供重要的支持。本文讨论了曲面重构的流程,综述了目前重要的三种创建曲面的方法和过程。     

基于变形网格法的高密点云曲面重建

针对散乱点云庞大的特点,为提高其曲面重构效率,提出了一种三维高密散乱点云的曲面重建方法。该法首先构建一均匀网格,再通过拟合网格每个单元格的顶点到所输入点集中最近的点来实现对网格单元格进行变形,然后根据每个单元格中顶点状态模型构建三角片。该方法运行速度快,占用内存少。最后通过实例分析验证了该方法的有效性。     

点云数据区域分割方法

为了便于逆向工程中模型的重建，针对散乱无组织的点云数据，提出了一种新的区域分割方法。首先对点云数据进行网格划分和稀化处理，对每个网格内的数据点用抛物面进行局部拟合，得到点云中每个点的法矢和曲率等微分信息，然后由“绝对标准”得到边界候选区域，再由“相对标准”得到最终边界点，连接这些边界点或对这些边界点进行曲线拟合，完成点云的区域分割。实践证明，通过该方法得到的边界点能满足工程应用的需要。     

广式古家具的逆向点云数据采集研究

目的研究广式古家具,对典型古家具样品进行三维扫描,掌握处理原始点云数据的技术要领和现场扫描古家具三维模型的实际操作方法,为广式古家具的Alias参数化模型建构与虚拟现实应用研究奠定原始数据基础。方法对广式古家具选择研究样品后进行设计调查,携带仪器设备对广式古家具进行现场扫描,获得其表面的点云数据,掌握点云数据处理与现场扫描的方法。结论广式古家具的逆向点云数据采集研究以未来信息化建设为视角,侧重于技术过程实践和参数化模型建构方法研究,为广式古家具的数字化传承技术作出了有益示范。     

基于八叉树编码的点云数据精简方法

针对逆向工程中的点云数据预处理,分析了现有数据精简方法的不足,提出了基于八叉树编码的均匀精简方法。应用八叉树编码法划分点云邻域空间为多个指定边长的子立方体,保留每个子立方体中距中心点最近的点,实现从空间整体角度对点云的精简。对涡轮叶片测量数据进行了精简测试,证明了该算法的有效性和实用性。     

逆向工程中曲面重建的研究进展

曲面重建是逆向工程的重要研究内容之一,在工业制造、医疗、军事等应用领域意义重大,已成为国内外的研究热点。笔者总结了从三维散乱数据点集重建物体曲面的技术,重点介绍了其中的一些典型方法。分析了它们的基本思想、主要特点和应用情况,并指出了各自存在的不足和局限性,最后就曲面重建研究今后可能的发展方向作了一些探讨。     

利用离散平稳小波变换改进NURBS二次曲面拟合方法

为了提高二次曲面的拟合精度,提出了一种基于离散平稳小波变换的NURBS二次曲面的拟合方法。 首先利用格网化方法得到二次曲面模型点云数据的高程图像及其高程序列,其次对此高程序列进行离散平稳小波变换提取出二次曲面模型表面的特征点,最后利用提取的特征点实现高精度NURBS二次曲面拟合。实验结果表明,该方法与NURBS拟合方法相比,球面和圆锥面拟合结果的均方根误差分别降低了55.79%和50.47%,具有较高的拟合精度。