毕业设计（论文）-三维散乱数据自由曲面逼近技术研究与应用

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1、聊城大学东昌学院本科生毕业论文（设计）题目:三维散乱数据自由曲面逼近技术研究与应用专业代码：作者姓名：学号：单位：聊城大学东昌学院指导教师：2012年5月10日聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）目录前言11.概论11.1自由曲线、曲面发展简介11.2逆向工程的流程21.3计算机图形学编程技术研究现状31.4本论文的主要工作32.基础理论42.1完备的空间概念42.1.1传统空间的缺陷42.1.2仿射空间42.2曲线、曲面的表达形式62.2.1四种曲线、曲面表示方法62.2.2朗格朗日插值及其路径图62.2.3有理曲线1

2、02.2.4曲面112.3工具平台简介112.4本章小节133.曲面逼近的SCILAB实现133.1　B-样条曲面逼近流程133.2B-样条曲面逼近的程序实现——伪代码143.3应用实例163.4偏差检测203.4.1曲面逼近的偏差检测203.5本章小结22结论231聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）参考文献24致谢251聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）摘要深入研究自由曲线、曲面的基础理论方法及其在产品逆向工程建模中的应用，拟提出坐标无关的三维散乱数据点B-样条曲面逼近算法，主要研究内容及成果如下：(1)系统、深入

3、地探讨自由曲线、曲面的理论体系，并应用插值路径图实现曲线、曲面构建过程；(2)提出三维散乱数据的自由曲面逼近算法，实现三维散乱数据的自由曲面逼近算法。(3)以Scilab为基础工具实现上述算法，并检验算法的合理性及其正确性。关键词：逆向工程；参数化；Scilab1聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）AbstractThisthesisstudiedandresearchedthebasictheoryoffree-formcurve,Surfaceandthemethodinproductsreverseengineer

4、ingmodeling.CarryouttheB-splineapproximationof3Dscattereddatawhichisnotrelativetocoordinate.Themaincontentsandachievementsareasfollows:(1)Thecurveandsurfacetheoreticalsystemaredeeplystudied.Realizedtheconstructionofcurveandsurfacebasedontheinterpolationmap.(2)Put

5、forwardanalgorithmof3DscattereddatabasedonaffinespaceandB-splinebasisfunctionandB-splinedifferentialexpression.(3)RealizedandCheckedoutthecorrectnessandreasonableoftheaboveaalgorithmbasedonSCILABKeywords:ReverseEngineering;Parameters;SCILAB1聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）三维散乱

6、数据自由曲面逼近技术研究与应用前言传统的产品开发，一般是首先由设计人员根据市场需求抽象出产品的功能描述，接着在CAD造型软件中进行产品的概念设计，再在此基础上进行详细设计，最后完成其物理实现——制造出产品。为了实现快速产品开发，设计工程师常常需要以己知的样件(模型)为依据或参考原型，进行仿形、改型设计或工业造型设计。比如，在摩托车、汽车车身和覆盖件/装饰件等的工业设计和详细设计中，形状独特而复杂的自由曲面件一般不能直接建立CAD模型，往往是以制件模型(如粘土模型等)或经手工进行修改后的样件为设计原型。这时就要求根据这些模

7、型的表面测量数据，基于新的设计概念和功能描述重构CAD模型，然后用快速原型或数控加工方法得到样件并进行反复优化评估，直至得到满意的设计结果。这种对实物模型先后进行仿形测量、CAD模型重构、模型加工并进行优化评估的设计方法称为逆向工程Engineering).逆向工程是缩短产品开发周期、实现快速制造的途径之一，尤其在形状复杂的物体或由自由曲面组成的物体的开发研制中。目前，逆向工程的思想、理论与方法广泛应用于航空航天、汽车、轮船、工艺品、玩具等行业，对于这些行业的产品设计与制造具有重大的理论与实际意义。1.概论1.1自由曲线

8、、曲面发展简介1963年美国波音(Boeing)飞机公司的弗格森(Ferguson)首先提出了将曲线曲面表示为参数的矢函数方法。他最早引入参数三次曲线，构造了组合曲线和由四角点的位置矢量及两个方向的切矢定义的弗格森双三次曲面片。从此曲线曲面的参数化形式成为形状数学描述的标准形式。1964年美国麻省理工学院(MIT)的