基于ATOS测量系统原型曲面快速数字测量及处理

随着市场多品种、新产品、短周期日益增长的消费需求,推动着原型曲面快速数字测量及处理的研究。ATOS光栅扫描快速测量获取零件原型曲面的点云数据,并利用ATOS软件系统直接处理测量点云,在实际运用中有效地保证了快捷推出新品的技术需求。     

摄影测量点云数据精简研究

针对摄影测量过程及所得点云数据的特征,利用模板法计算曲面曲率以确定曲面的精简比,对曲率图像进行非均匀网格滤波,实现了对摄影测量点云数据的精简。计算过程简洁方便,实验结果保持了原有数据的形态。该方法适用于摄影测量点云数据的后期处理。     

基于散乱测量数据点的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法

提出了一种直接利用三维散乱测量数据点的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法。首先根据切层深度作一组垂直于Z轴的平面,去截取测量点云,得到一系列切层截面点集,再在每个切层面上组环并判断加工区域,规划出刀位轨迹,将每一分层平面上的刀位轨迹按适当的方式连接起来,就可构成零件的整体加工轨迹。该算法避免了由测量点构造曲面且由曲面来进行刀位轨迹生成的这一复杂过程。     

基于Geomagic的玩具异形曲面快速数字建模技术研究

对于玩具异形曲面,采用Geomagic快速完成数字建模技术,快速的点云数据处理,直接生成原型曲面.     

基于支持向量机的点云曲面刀具路径规划

针对单值散乱点云曲面刀具路径规划问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机的计算方法。在计算过程中,将点云数据向平面投影,得到二维点集。应用网格划分和边界网格内测量点高斯映射技术,提取平面区域内的边界特征点。用边界特征点定义点云曲面的实际加工区域,在此区域内规划平行等间距刀具路径。应用最小二乘支持向量机拟合点云数据,求得被加工曲面的连续表达模型,经此模型将二维刀具路径数据向三维空间映射,求出刀触点数据。将刀触点经法向偏置计算,求得刀位点。实例验证证明,该方法能较好地解决信息不完备散乱点云曲面刀具路径生成问题。      

曲面重构中散乱点云数据曲率估算算法的研究

获取测量点云数据的几何特征信息是曲面重构的基础,估算数据点方向矢量和曲率是点云数据处理中必须面对的问题。这里针对散乱测量数据点云,以局部数据点协方差矩的最小特征向量作为数据点的方向矢量,并根据实际测量情况,对基于二次曲面拟合的数据点曲率估算算法进行了改进。对实际测量点云数据,能够较准确地估算出点云方向矢量和曲率,并能形象显示出数据点云的曲率分布。     

基于曲率变化矩阵的飞机结构件在线检测测量点自动生成

针对飞机结构件在线检测测量点生成中裁剪曲面多且邻接关系复杂,而测量点要求少而精且分布合理有效等特点和难点,提出了基于曲率变化矩阵的曲面在线检测测量点自动生成方法。该方法从测头可达性、曲面加工误差等方面分析得出曲面测量点分布与加工走刀方式、相关加工参数和曲面曲率变化的关系。根据相关加工参数及曲面面积对曲面进行网格合理划分,建立曲率变化矩阵,用矩阵中满足测量点分布条件的曲率变化尖点表征关键测量点,通过矩阵运算自动生成测量点。     

点云直接生成模具数控程序的算法研究

根据已有的预处理之后的零件点云数据,提出了一种由点云直接生成模具数控加工程序的方法。主要讨论了如何利用主元素分析法求曲面局部的法向量,并利用曲面的法向量的反向和偏置得到模具的曲面全局法向量,从而计算出模具的刀位点并生成刀位轨迹。介绍了工件坐标系与机床坐标系之间的坐标变换方法,最终求出生成模具的数控加工G代码,并通过实例验证了算法的准确性、有效性。     

复杂曲面快速测量、建模及基于测量点云的RP和NC加工

坐标测量在制造领域中有着广泛的应用。评述了坐标测量及相关技术中所涉及的多传感器集成测量、测量点规划、测头路径规划、测头半径补偿、测量点云分割、曲面拟合以及基于测量点云的直接NC和RP加工等关键技术的研究现状,并对一些瓶颈问题的解决方案作了探讨,提出了几点建议。     

逆向工程中使用CATIA软件快速构建高质量曲面

逆向工程中,使用激光测量机对产品样件进行测量,得到产品的点云数据,对这些点云数据进行必要的处理,将处理好的点云生成小三角网格面,反映产品的样子。根据这些点云数据,利用CAT—IA软件,快速构建高质量的曲面。在构建过程中,对产品进行拓扑分解,分析曲面与曲面之间的拼接关系,快速构建曲面的光顺性检查及与点云数据之间的距离误差,产品的功能性及工艺性检查。使用CAT—IA软件中强力拟合工具进行曲面拟合时,调节曲面的阶数和段数,在误差允许的范围内生成光顺的曲面。     

基于全天空红外测云系统的云辐射强迫研究方法

利用全天空红外测云系统(WSICMS)获得的全天空红外辐射图像,研究了云量和云的地面辐射强迫的计算方法。将全天空红外辐射图像中的辐射值和天顶角绘制散点图,从各天顶角的最小辐射值中提取晴空辐射,计算云量和云的辐射强迫,分析云的地面辐射强迫和云量的关系。结果表明:所获得的云分布图像与实际天空相吻合,准确性比较高;8～14μm波段云的地面辐射强迫与云量呈非线性关系,与其它资料的研究结果具有很好的一致性,证明了利用全天空红外测云系统进行云辐射强迫研究的可行性和准确性。     

基于表面贴合的不同视点传感器点云拼合方法研究

针对视觉传感器对物体表面点云数据采集的离散性,提出基于表面贴合的点云精确拼合方法。先对不同视点传感器获得的点云进行初始配准拼合,再以包容球方法选取点云重合表面区域的三处局部表面,用三维二次曲面方程拟合;旋转变换采用四元数法,经非线性最小二乘优化得到精确拼合的平移和旋转参数。该方法具有较快的收敛速度和较高的拼合精度,实例验证了所提方法的可行性。       

基于云计算的智能磨削云平台的研究与应用

工业和制造业需要信息技术的支撑,以云计算为发展方向的新一代互联网技术为工业和制造业的资源整合利用创造了全新的服务平台。针对工业云和云制造的特点,提出了将云计算应用到磨削加工领域的思想,建立了智能磨削云平台,介绍了智能磨削云平台的原理、结构和关键技术,并运用云计算技术开发的相关磨削云软件的应用情况,对智能磨削云平台的发展趋势进行了展望。     

轿车车身覆盖件中逆向工程的应用

以轿车车身曲面重建为研究对象,运用曲面重构理论对车身进行外形分析,应用Pro/Engineer逆向工程技术获取该轿车覆盖件的点云。通过对覆盖件点云进行处理和汽车车身覆盖件的曲面重构,得到高质量的车身覆盖件曲面三维模型,并对重建的车身曲面进行光顺性分析。     

点云数据的二次曲面几何测量方法

基于点云的几何测量方法是非接触式测量的重要方法。针对点云数据,提出了一种基于待定系数的二次曲面的几何测量方法,建立了求解不同二次曲面（球面、柱面和圆锥面）的统一框架。根据二次曲面方程与不同类型二次曲面几何量的关系,给出了球面、柱面和圆锥面的具体几何参数的求解方法。实验证明,该方法能在短时间内精确地测量所需的几何值,方法切实可行。     

应用广义回归神经网络重建点云曲面

针对现有曲面重建神经网络算法误差大的缺点,并根据广义回归神经网络解决函数逼近问题的特点,提出了一种针对点云曲面重构的广义回归神经网络,并编制Matlab程序对点云曲面做了仿真试验；仿真结果表明：该模型逼近曲面误差精度达到网络设计要求的10~(-4)mm,网络学习速度快,重建曲面光顺．     

基于B样条曲面的点云孔洞拟合填充

为了后续曲面重构的需要,针对有孔洞的点云数据,提出了一种孔洞拟合填充的自适应方法。由于孔洞与其周围离散点有一定的连续性,该算法首先从孔洞周围已有的点云数据中选取离散点,用新的参数化方法对得到的离散点参数化后,用最小二乘法进行自适应曲面拟合,对得到的拟合曲面通过迭代法逐步逼近优化,考虑曲率变化的影响在曲面上取点,实现了孔洞光滑填充。实例表明,改进的参数化方法使算法的复杂度减低,进一步迭代优化提高了曲面拟合精度,在面上取点时考虑了曲率变化,因此该方法可以应用于具有复杂曲面形状的点云中的孔洞填充。     

类螺旋特征测点数据的闭曲面建模方法研究

复杂曲面及海量点云测量数据的曲面建模已成为通用CAD/CAM软件的重要功能;然而,对于复杂的闭曲面建模方法,仍然存在许多技术上的难题,至今尚未能很好的解决,比如,基于海量的测量数据,如何进行闭曲面特征点识别,如何进行区域分割与处理,这一切都使得闭曲面建模过程中很难采用已经成熟的自由曲面建模技术和方法。通过研究异步仿形测量原理以及测量数据类型,针对鞋楦测量形成的空间螺旋线数据特征,提出一种闭曲面建模方法。该方法包括如下步骤:首先对测量点数据处理;并以特征螺旋线数据为基础对曲面进行三角分割;最后,以三角Bezier曲面为基础进行曲面构造,并将各曲面进行拼接、裁剪,形成完整的曲面。采用本文方法对鞋楦测量数据的建模实例说明,该方法能够有效地对具有空间螺旋线数据特征的闭曲面进行数据处理、曲面重构,提高了产品建模效率。