小波多分辨率造型技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用

隨著計算機行業(yè)的飛速發(fā)展以及計算機新技術(shù)的不斷應(yīng)用,以測量技術(shù)為基礎(chǔ)、曲面重構(gòu)技術(shù)為支撐的逆向工程技術(shù)在汽車、航天、航空等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。逆向工程,又稱反求工程。逆向工程是通過對實物模型的數(shù)據(jù)采集,利用相應(yīng)的軟件進行實物模型三維cad重構(gòu)的過程。大

在分析角度-弦高聯(lián)合準則法和包圍盒法的工程適用特點的基礎(chǔ)上,提出了同時基于角度-弦高簡化法和包圍盒法的改進型數(shù)據(jù)的直接精簡方法,即利用包圍盒法構(gòu)造分割面,利用分割面將數(shù)據(jù)點云處理成按掃描線存儲的\"結(jié)構(gòu)化\"測量數(shù)據(jù),再利用角度-弦高聯(lián)合準則法逐線精簡.隨后以鑄造模板、汽車發(fā)動機罩及人頭像為典型實例,分別對具有不同表面特征的測量數(shù)據(jù)點云進行了數(shù)據(jù)精簡驗證.結(jié)果表明,提出的方法同時具備2種數(shù)據(jù)精簡方法的優(yōu)點,且克服了該2種方法無法處理曲率變化大、附加特征多的表面測量數(shù)據(jù)的局限性,能夠?qū)y量數(shù)據(jù)進行直接而有效地簡化,因此可以用于處理具有復(fù)雜附加特征的散亂測量數(shù)據(jù).

介紹了在逆向工程曲面建模過程中,使用美國ptc公司的pro/engineer三維造型軟件,處理由三坐標測量機所測得的大量點數(shù)據(jù),建立符合工程要求的曲面的方法。著重闡述了由大量數(shù)據(jù)點進行不規(guī)則曲線、曲面反求的完整技術(shù)。探討了在pro/engineer環(huán)境下,直接從三坐標測量機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文檔生成合乎工程要求的三維曲線,進而生成三維曲面的方法。通過對實驗測量的渦輪表面數(shù)據(jù)的處理,在pro/engineer中建立了符合工程要求的渦輪曲面,從而證實了本方法的確實可行性。

針對逆向工程中的光柵投影三維測量技術(shù)的原理進行了闡述,對測量中的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析,并給出了詳盡的算法及實驗結(jié)果。實踐結(jié)果證明,這種算法高效、易于實現(xiàn)

敘述了逆向工程技術(shù)的基本特點、工作步驟及其在模具制造中的應(yīng)用，并列舉了一個應(yīng)用實例。

闡述了逆向工程技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展條件,分析了逆向工程技術(shù)目前的不足,并提出了實施過程中需要注意和解決的問題。

對于嚴重磨損的凸輪,用三坐標測量機接觸式測量,提取凸輪輪廓的數(shù)據(jù),然后導(dǎo)入pro/e軟件進行模型重建和局部修正,在ug軟件中完成了數(shù)控加工程序編制,實現(xiàn)了凸輪的快速反求。利用wenzel三坐標測量機的自動測量封閉自由曲線功能,減小了提取凸輪輪廓數(shù)據(jù)的工作量。

本文針對工程實際應(yīng)用的問題，利用三坐標測量機進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及曲面重構(gòu)，獲取了實物樣件的cad模型。再將cad模型導(dǎo)入三坐標測量機的應(yīng)用軟件，通過“數(shù)模比對”，評定了cad模型的精度。

逆向工程技術(shù)應(yīng)用于模具制造中,改變了傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法,可以大大縮短模具設(shè)計時間,顯著提高模具設(shè)計及加工的質(zhì)量。本文介紹應(yīng)用該項技術(shù)的一個實際系統(tǒng)。

幾何造型是一種在工業(yè)上被廣泛用于設(shè)計新產(chǎn)品的技術(shù),而且越來越緊密地與制造過程集成在一起。然而,由于各種原因,有些物體最初并沒有使用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)來表示。因此,為使它們能與其他幾何模型一同進行處理,自動構(gòu)造這些物體的幾何模型是十分必要的。這種擬(準)重構(gòu)過程通常被稱為"逆向工程"。計算機輔助設(shè)計可以看作是一個由設(shè)計構(gòu)思開始,然后構(gòu)造形狀模型,進而進入真實部

闡述了逆向工程概念、應(yīng)用范圍和發(fā)展條件,分析了逆向工程技術(shù)目前的不足,并提出了其在實施過程中需要注意和解決的問題。

簡單介紹了逆向工程技術(shù)及其在工業(yè)制造中的應(yīng)用,對目前的數(shù)字化設(shè)備及各種逆向曲面重構(gòu)軟件進行了簡單介紹,提出了在工業(yè)生產(chǎn)中需要注意的問題,同時,指出逆向工程無論在理論方面,還是在實踐方面都不完善。

文中首先介紹了自由曲面的描述方式,并提出了一種對點云數(shù)據(jù)進行nurbs曲面重建的改進算法。該算法通過對目標函數(shù)的修正及迭代處理,將測點數(shù)據(jù)的有理b樣條曲線擬合問題轉(zhuǎn)化為一單變量的優(yōu)化問題。從而容易求得控制點三維坐標、權(quán)值、各測點所對應(yīng)的參數(shù)值及最優(yōu)控制點的數(shù)目,進而有效地壓縮測量點云數(shù)據(jù)量。該方法克服了現(xiàn)有方法存在的需要求解多變量的非線性優(yōu)化問題,不能對最優(yōu)控制點數(shù)目進行求取等缺陷。實踐表明,文中提出的方法是行之有效的。

提出一種明清家具曲面設(shè)計的三雛數(shù)字模型重建的方法,該方法從明清家具實物模型入手,利用mdt平臺進行數(shù)字化模型重建。同時,對重建過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析研究,提出了可行性的解決方案,為明清家具仿古設(shè)計制造自動化打下了良好的基礎(chǔ)。

將紋理特征分析技術(shù)引入到多邊形網(wǎng)格建模中,提出一種基于高程特征值進行曲面細分的算法以構(gòu)建多分辨率虛擬建筑群模型。該算法給出一種三角邊與紋理特征曲線相交的三角面分裂方法構(gòu)造自適應(yīng)細分三角網(wǎng)格。通過設(shè)計細分三角網(wǎng)格的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和開發(fā)測試程序進行測試,表明該算法具有自適應(yīng)網(wǎng)格速度快和保持幾何特征較好的特點,可以滿足在pc機上實現(xiàn)三維建筑群的大范圍建模和實時交互顯示要求。

pioneeringwithscience&technologymonthlyno.12009 1前言 杭州灣蕭山通道是浙江省公路交通規(guī) 劃（2003~2020）中兩縱、兩橫、十八連、三 繞、三通道公路主骨架規(guī)劃中的“第三通 道”，也是杭州市實施以“一繞、十線、四連、 一通道”為主要內(nèi)容的杭州市公路建設(shè)規(guī) 劃（2003~2020）重點項目之一。該項目利用 高分辨率地震勘察技術(shù)對杭州灣蕭山通道 （錢江十橋）鹽官東方案橋位開展工程物探 勘察工作，勘察分兩步進行，第一步在鹽官 九里橋和蕭山圍墾區(qū)外十工區(qū)兩岸橋位上 開展陸域高分辨率地震勘察工作，第二步 是對研究區(qū)域進行了水域高分辨地震勘察 工作。物探結(jié)果查明了橋位及其附近的地 形、地貌特征，測定了第四系厚度、基巖面 埋深、形態(tài)及第四系分層等，了解了橋位上 斷裂構(gòu)造發(fā)育的位置、傾向、規(guī)模及

逆向工程技術(shù)和先進制造技術(shù)相結(jié)合目前已發(fā)展成為cad/cam系統(tǒng)中相對獨立的研究領(lǐng)域.自由曲面數(shù)字化是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)之一.采用了基于計算機視覺的光學(xué)非接觸式測量方法,得到了自由曲面的三維幾何數(shù)據(jù).首先介紹了線結(jié)構(gòu)激光掃描三維曲面測量原理、傳感器的標定、激光平面的標定;通過對所拍攝的圖像進行降噪、二值化、細化等處理獲得光刀中心數(shù)據(jù),進而實現(xiàn)了曲面的三維計算;最后給出了利用旋轉(zhuǎn)測量系統(tǒng)對一個產(chǎn)品外形進行實時測量的計算實例.

以某款轎車車身造型設(shè)計為研究對象,通過激光掃描儀的非接觸測量獲取零件表面的云狀數(shù)據(jù),并利用im-ageware軟件對測量數(shù)據(jù)進行處理,且基于nurbs曲面重構(gòu)理論進行車身造型表面重構(gòu),最終實現(xiàn)了車身零部件的曲面重構(gòu)。與傳統(tǒng)的車身造型設(shè)計方法相比,該方法提高了工作效率,縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。

逆向工程直接吸收、利用已有產(chǎn)品技術(shù)的特點使其在當今的制造業(yè)中逐漸普及,三維cad模型重構(gòu)是逆向工程中至關(guān)重要的一步。文中探討了目前主流逆向軟件imageware的技術(shù)特點,并結(jié)合案例給出三維cad模型重構(gòu)確實可行的技術(shù)途徑,展望了逆向軟件未來發(fā)展的方向。

介紹了逆向工程的含義和它的工作流程圖,分析了三坐標測量機結(jié)構(gòu)及其組成部分。以摩托車飾蓋為例,利用三坐標測量機對實物輪廓進行準確、快速的測量。并提出通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對摩托車表面進行點云數(shù)據(jù)歸一化處理,從而確定\"點云\"數(shù)據(jù)的特征線;然后再進行曲面的分割,對于不同的數(shù)據(jù)塊,能直接從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值矩陣得到曲線的控制頂點,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法對曲面進行擬合;最后,將這些曲面片拼接、裁剪,完成復(fù)雜曲面模型的重建,即得到摩托車飾蓋的曲面模型。

針對目前傳統(tǒng)傾斜測量方法不能夠全面反映建筑物傾斜變形的問題,提出一種新的基于逆向工程技術(shù)的傾斜觀測方法,該方法能夠較全面地反映建筑物各個部位的傾斜變形情況?；跓焽鑳A斜測量的實驗結(jié)果表明,所提方法不僅可以快速獲取監(jiān)測物體的三維點云數(shù)據(jù),還能夠準確計算出建筑物的重點監(jiān)測部位。研究結(jié)果可應(yīng)用于一般建筑物和塔形建筑物的傾斜觀測。論文將逆向工程技術(shù)引入到傾斜測量領(lǐng)域中,可以更加全面、直觀、形象地反映建筑物的傾斜情況。

本文主要介紹了在模具制造和復(fù)制及產(chǎn)品改型中如何運用逆向工程技術(shù)提供模具制造和產(chǎn)品改型的數(shù)字化依據(jù),提高模具制造和產(chǎn)品改型的精度和質(zhì)量;同時介紹了點云的處理方法和如何獲得轎車外覆蓋件a級曲面的方法.