反求工程中三角网格拓扑生成的算法研究

散乱点的三角网格剖分是反求工程中的第一个重要环节 ,在对三角剖分基本方法深入分析的基础上提出了动态圆的概念 ,使得搜索新三角形的范围大大降低 ,从而加快速度 ,并在搜索过程中实现Delaunay三角形优化。另外 ,通过动态更新搜索边控制三角形生成进度 ,将新三角形和已有三角形的相交判定转化为和搜索边的相交判定。     

反求工程中复杂多面体模型的网格简化算法

提出一种新的基于顶点删除准则的多面体模型简化算法.该算法使用局部几何和拓扑特征移去满足简化标准的顶点,并对移去顶点后产生的空洞进行剖分区域划分,进而分别进行局部三角化.算法实现简单、速度快,能够有效处理高斯曲率近于零而平均曲率较大的网格,解决了以往一些算法对此根本不能进行简化的问题.实验表明,该算法可以简化具有复杂拓扑结构的网格模型,适用于在反求工程中获得的以重构精度为主要目标的多面体模型的简化.     

反求工程中三角网格模型简化若干方法的研究

几何造型领域中,更多的使用三角网格来描述三维形体,为了保证形体的真实感和层次感,往往需要高度复杂、高度细节化的三维网格模型。然而,计算机存储、计算和处理网格模型的代价往往与三角形的数量成正比。研究发现,不同的应用目的对网格模型细节精度的要求是不同,并不是所有的应用都需要高度细节化的网格模型。因此,如何有效的对网格模型进行简化的研究便应运而生。     

反求工程中基于边界扩展的三角网格构造

针对非接触式方式测量的大规模散乱点云数据建模，提出一种三角剖分算法，该算法适用于多张自由曲面片构成的曲面物体，尤其适用于含内孔的曲面对象。算法过程包括两个阶段：第一阶段，采用一种空间栅格装点法来进行初始点云数据精简，精简比率通过栅格小正方体单元尺寸控制；第二阶段，构造种子三角形，通过连接已剖分网格区域的边界边与最优扩展点采形成三角网格，从而向外延展，也可以时一个带有内孔的复杂自由曲面直接进行三角剖分，无需人工分区。实验结果表明该算法可以快速、有效地从三维数据点云建立几何模型。     

形状反求中三维三角网格优化的实用算法

针对物体形状反求设计中空间三角剖分结果的优化这个关键问题,并根据对三维三角网格在空间应具有良好形态的要求,提出用局部平坦度的方法直接对空间三角网格实施优化。给出局部平坦度的定义、算法和优化判别准则,并给出应用实例。     

散乱点云的三角网格曲面重建算法

在采用计算机视觉法获取物体三维重建数据的过程中,为了得到较完整的模型信息,所测得的曲面点通常带有大量冗余,而这些冗余数据的存在大大增加了曲面重建的难度.在此背景下,我们针对散乱无序、无任何几何拓扑信息的密集数据,提出了一种空间三角网格直接剖分算法.该算法能够节省存储空间,提高曲面重建效率,保证输出的曲面网格优质.算法首先对原始数据进行预处理,然后采用空间栅格法及Delaunay空球等准则,扩展动态三角网,最后统一法向量输出完整的三角网格模型.通过实例证明,算法重建速度快,曲面网格质量高.     

反求工程中复杂多面体模型的网络简化算法

提出一种新的基于顶点岫除准则的多面体模型简化算法,该算法使用局部几何和拓扑特征移去满足简化的顶点,并对移去顶点后产生的空洞进行剖分区域划分,进而分别进行局部三角化,算法实现简单,速度快,能够有效处理高斯曲率近于零而平均曲率较大的网络,解决了以往一些算法对此根本不能进行简化的问题,实验表明,该算法可以简化具有复杂拓扑结构的网络模型,适用于在反求工程中获得的重构精度为主要目标的多面体模型的简化。     

三维网格模型的局部三角剖分算法

为了提高三维网格模型的渲染显示效率和提高网格质量以满足有限元分析,提出了一种新的三维网格模型的局部三角剖分方法。本方法的三角剖分基于Bowyer-Watson插点算法实现。通过在新插入点的邻域内搜索三角形来提高三角剖分的效率,通过对网格的几何形状和连通性进行局部修改来提高网格质量。通过尺寸场来约束控制三角剖分区域,使得生成的网格质量和算法性能有较好的综合表现。     

散乱三维测量数据构建三角形网格模型的研究

三角网格模型广泛应用于曲面重构、快速原型制造和三维真实感显示等领域.针对三维测量得到的无拓扑关系的散乱无序点集,提出了一种三角网格模型构建算法.首先进行点云粗分组,然后从最高点根据Delaunay划分原则,按照循环扩展的思路生成三角形网格.通过控制合适的三角形生长条件,有效避免了三角面片交叉错乱、退化、法向量不一致缺陷.应用实例表明,该算法能有效完成各类复杂型面三维测量数据的三角网格模型构建.     

一种受约束的散乱点三角划分方法

提出了一种基于区域分割的方法来解决受任意边界、孔域、特征线约束的二维散乱点的三角划分问题。该方法分两个步骤 ,第一步实现散乱点的初始三角形连接 ,第二步实现三角形网格优化。在初始三角形连接中 ,每连接一个三角形 ,将待划分区域分为两至三个较小的区域 ,然后分别对每个区域内的散乱点进行三角划分 ,这样一直迭代下去 ,直至没有新区域出现为止。本方法不仅能解决非凸边界、孔域、特征线嵌入等三角划分中的难点 ,而且其计算量也少     

基于三角网格的机械零件轮廓反求技术研究及系统开发

课题根据中小企业需求,以机械产品为对象,主要研究机械产品的特征点类型、约束表达的基本形式、特征点的数据分段与拟合,开发出具有自主知识产权的软件平台.保证产品质量,大大提高设计效率、缩短设计周期,降低开发成本,增强研制产品的竞争力,从而极大地提高企业的经济效益.     

基于二维Delaunay近邻的空间散乱数据曲面重建算法

给出了一种新的散乱数据曲面重建算法。算法基于曲面的局平特性，通过二维Delaunay三角剖分到三维空间的映射，快速查找空间任意点的Delaunay近邻，然后根据散乱数据重建三角网格中顶点互为Delaunay近邻的原理，进行曲面拓扑重建。应用新的求解κ-近邻和二维Delaunay近邻的算法，提高了曲面重建的算法效率。实验表明，该算法高效、稳定，对不均匀数据有较好的适用性。     

反求工程中点云数据的曲线拟合技术

针对反求工程中的激光随机扫描所产生的散乱点云数据,提出一种曲线拟合方法。该方法能有效地对点云数据进行三角剖分、精简、平滑去噪处理等操作,并能最终得到满足要求的拟合曲线。     

基于网格片层体积的反求工程算法研究

介绍了一种基于网格片层体积无损测量的反求工程方法和测量原理,建立并研究了该测量方法的数学模型及其求解算法。提出了一种用于解决大规模稀疏方程问题的改进离散二进制粒子群算法（BPSO）,构建了基于虚拟网格单元的多方向片层体积的大规模稀疏方程模型,构造了优化目标函数,设计了基于改进BPSO算法的智能求解算法和基于网格片层体积测量的模型求解系统。通过实验验证分析,表明了改进离散粒子群算法对基于网格片层体积无损测量求解模型有效可行,改进算法具有良好的寻优性能。     

三角网格曲面孔洞修补算法

针对反求工程中由于点云数据的不完整而产生的三角网格孔洞,提出了一种三角网格模型孔洞的空间修补算法。在提取孔洞边界特征后进行边界预处理,建立孔洞边界特征平面,并将孔洞边界向该平面投影;逐次寻找投影多边形中夹角最小的对应空间边界点作为网格生长点进行修补,直至新增的三角网格覆盖原有的孔洞;以孔洞边界周围的网格顶点作为采样点,对新增的孔洞网格顶点位置进行最小二乘拟合调整,以实现孔洞的准确修补。通过实例验证,说明该方法具有较好的孔洞修补精度和稳定性。     

反求工程中隐式曲面的三维网格自动精确恢复新算法

提出了一种基于点云数据的隐式曲面三维网格自动精确恢复新算法。该算法首先对恢复的初始三角形网格进行区域分割和边界重构,将隐式曲面的三角形网格分离出来,然后对恢复的隐式曲面表面的初始逼近网格从3个方面进行优化:即将初始逼近网格的曲率控制与网格面的拓扑一致性调整;调整网格顶点法矢与交互式分割;补偿网格抽样率。通过该算法能将隐式曲面的三角形网格自动精确恢复。然后进行网格光顺,输出优化的CAD模型。实例证明了该方法的正确性、可行性和实用性。     

具有线约束的曲面四边形网格自动生成算法研究

提出了一种具有线约束的曲面四边形网格自动生成算法。该算法分成二个大的步骤:先用约束Delaunay三角化方法生成曲面三角形网格,然后通过定义一些拓扑操作,利用前沿法将三角形网格转化成四边形网格。与传统的算法相比,本文算法能够处理约束边等特殊约束情况。最后给出了例子用于验证本文的算法。     

一种基于特征拟合的网格分割方法及其在反求工程中应用

随着3D数字化技术的逐步普及,越来越多的形体通过光学扫描设备输入计算机,形成网格模型,然后借助网格分割技术从中提取有用的结构、特征信息.当前基于曲率的分割方法占据主导地位,但常不能取得满意的分割结果.介绍了一种基于分层特征拟合的网格分割方法,适用于工业产品的反求设计,且可以处理扫描数据残缺的情形.详述了算法思路、流程,并给出了反求工程应用实例.     

反求工程在无损检测中的应用研究

论述了反求工程在无损检测中的重要作用,阐述了适合无损检测的两种反求重建方法－三角片法和自由曲面法,并进行了分析、比较。     

一种散乱数据的三角剖分新算法

根据逆向工程中散乱数据点规模越来越大的趋势,为缩小剖分时搜寻和遍历数据点的空间范围,提高算法效率,提出了一种大规模散乱数据的空间划分方法及相应的数据结构和编码方案.同时,提出了外连剖分和内连剖分的概念,给出了基于局部增量网格扩张的3维散乱数据点的空间直接三角剖分算法.该算法的总体计算复杂度为O（N）,与三角剖分的典型算法相比,有效降低了其时间复杂度,提高了剖分后网格的质量.