逆向工程中曲线和曲面重构的研究

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1、东南大学硕士学位论文摘要摘要逆向工程中基于点云的三维模型重建，在许多应用中县有重要意义。然而测量系统和三维CAD系统之间无法直接结合，因为测量得到的数据是海量散乱点，三维CAD无法对之进行高效处理。这成为逆向工程的一个瓶颈。本论文研究设计一个Test3D软件，其设计思想是：第一步作为三维扫描仪器和三维CAD软件的接口模块，搭起二者之间的桥梁，然后在此基础上研究直接由点云做面的处理方法，目的是通过对点云处理后能直接输出可供CAM软件使用的盐面模型。本论文的第一章阐述了逆向工程技术的应用背景、组成和原理。论述了在产品开发中应用逆向工程技术的各关键环节(即对象数字化、对象模型重构和对象加工)

2、的原理和方法，并说明了本论文要重点研究的内容。第二章研究了如何自动由点云寻找特征点云带。本章在不附加物体表面上任何几何信息的条件下，通过寻找邻近点计算曲率，并通过曲率大小自动搜索物体表面特征区域。第三章对由离散点构建曲线进行了研究。在第二章得到特征点云带的基础之上，本章进而得到点云的特征点，并根据这些特征点生成自由曲线，这些自由曲线插值于特征点。第四章探讨了由海量散乱点重构曲面的技术。本章提出了一种新的曲面重构的方法，该方法兼备Bezier法和B样条法的优点，而且使用该方法得到的曲面是C2连续的．第五章对全文进行了总结。关键词：逆向工程，海量散乱点，点云处理，特征曲线，曲线拟合，曲面重

3、构东南大学硕士学位论文ABSTRACT3Dmodelreconstructionbasedonpoint-cloudsinreverseengineeringhassignificantapplicationinmanyfields．However,measurementsystemcarlnotlinkwith3DCADsystemdirectlybecausethemeasureddensescattereddatacarlnotbeprocessedeffectivelyby3DCADsoftware．Thisisachokepointinreverseengineering．A

4、softwarenamedTest3Disresearchedanddesignedinthispaper．Thefollowingisthemainideas：firstly,itshouldbecomethelinkedpartbetweenmeasurementsystemand3DCADsystem．Then，itcanreeonstructsurfacefrompoint—cloudsdirectlyinordertooutputsurfacemodelthatcallbeusedbyCAMsoftwaredirectly．Inthispaper,thechapter1pre

5、sentstheapplicationbackground，constitute，principleandapplicationfieldofengineeringtechnique．Inparticular,itexplainsindetailthemethodsofeachstepofreserveengineeringtechniqueinproductdevelopment，i．e．objectdigitization，objectmodelingandobjectmanufacturing，andsketchesthemaincontentofthispaper．Thecha

6、pter2studieshowtogeneratefeaturecnrveautomaticallyfrompoint—clouds．Withoutanyadditionalinformationotherthanco—ordinatesofthemeasuredpoints，thecurvaturevalueofapointisfinallyobtainedbytheadjaeentdomainofthispoint．ThenthefeaturedomainofDataCloudsisgotten．Inchapter3，themethodshowtogeneratecurvebydi

7、scretepointsareresearched，BasedonthefeaturedomainofDataCloudsobtainedintheformerchapter,thischaptergetsitsfeaturepoints．Finallyfree·formcurvesinterpolatedthroughthesefeaturepointsarcproduced．Thechapter4discussesthetechniquea