自由曲面逆向工程技术的研究

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1、撼娶摘要逆内工程是近年来发展非常迅越的一个研究领域，它结合了测量技术、计算机图形学、照缘处理等快速发展的技术，是务学科交叉的新兴学科。与传统的将设计檄念或CAD模型转化为实际产品的设计方法不同，逆向工程是将实际的零{牛转变为产品的概念或CAD模型。它不仅提供了产品设计的新方法，而且可以显著缩短设计时间，加快产品歼发周期。逆向工程已开始在汽车、家电等领域得到广泛的应用，成为企业增强产品竞争力的关键技术之一。逆向工程处理的零件，很多都其有复杂的自由曲面，自由曲面的反求是逆向工程解决的主要问题。本文研究了逆向

2、工程中B样条曲面黧构的关键技术，毽括B样条曲线的越合、散乱数据的B释祭曲面拟合、逐层挡稿数撵的8样条鞠面撅合以及B样条馥线的巍顺。辛#者完成的主要工作如下：1)研究了B群条题线羧合的问越，讨论分析了数种常用髂荫线l羔f合方法，并提出了一种给定允差下B样条鳆线拟合的方法。2>研究了对散乱数据进行B样条曲面拟合的问题，讨论了数种常用的曲谳拟台方法，分析了散乱数据的参数化、节点矢量的选取、精度控制、数值稳定性等问题。提出了一种给定允蓉下对散乱数据进行拟合的方法。特别地，为保证曲面间的光滑连接，提出了一种插值于

3、给定边界曲线且逼近内部散乱数据点的曲面拟合算法：提出了一种插值于给定边界曲线及其跨界导矢且逼近内部散乱数据点的曲面拟合算法。3)研究了逐层扫描数据的曲面织合问题，给出了一种是利用统一的节点矢量进行j篓l合的算法，用该法褥蠲酌B祥祭髓西不仅可以满足精度要求，丽晨矮有较少的控制顶点和较好的光顾性，计算速度氆寅较大的提离。4)研究了B样条蓝绒光颁的问题，在传统能量法的基础上提出了B样条曲线的～种光顺方法。该方法通过对局部控制顶点的修改来进行曲线光顺。与能量法相比，不但可提高计算速度而且可使曲线的形状变化较小，

4、光顾效果较好。上述所提出的方法都用实例进行了验证。关键词逆向工程，B样条，曲线拟合，曲面拟合，曲线光顺ABSTRACTReverseengineeringisarapidlydevelopingdiscipline，whichintegratesthedevelopingtechnologiessuchasmeasurementtechnology,computergeometryandgraphicsprocessing．Whileconventionalengineeringtransformsde

5、signconeeptsandCADmodelsintorealparts．inreverseengineeringtealpartsaretransformedintodesignconceptsandCADmodels．Reverseengineeringnotonlyprovidesanewmethodsforproductdesign，butalsogreatlyshortensthedesigncycle．Inindustrialareassuchasautomobiles，domestice

6、lectronicsandSOon，reverseengineeringbeginstoplayanimportantrote．Thepartsreverseengineeringdealswithmostlyhavefreeformsurfaces．TheregenerationofthefreeformsurfacesiSthemaintaskofreverseengineering．InthispapersomekeytechniquesforNURBSsurfacereconstructioni

7、nreverseengineeringsuchasB—splinecurvefitting，B—splinesurfacefittingtoscattereddata，B—splinesurfacafittingtocontourdataandB—splinecurvefairingarestudied．ThedissertationiSsummarizedasfollows：1)B·splinecurvefittingiSstudied．Severalcurvefittingmethodsaredis

8、cussed，andamethodforB—splinecurvefittinginthespecifiedtoleranceiSpresented．一21B—splinesurfacefittingisstudied．Severalsurfacefittingmethodsarediscussed．theparametrizationofscattereddata，theselectionofknotvector．thecontrolof