基于NURBS的散乱数据点曲面重构系统的研究与实现

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1、上海大学硕士学位论文基于NURBS的散乱数据点曲面重构系统的研究与实现姓名：刘鑫申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：鞠鲁粤20030201摘要逆向工程已经成为当今CAD／CAM领域内研究的热点之一，它在机电产品的测量，曲面重建、计算视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域有重要应用。本文对汽车及其模具的三维测量、曲面重建进行了研究、实践，主要工作如下：研究了逆向工程技术基础，对逆向工程中曲面重建的基本理论进行了研究。采用ATOS非接触式扫描仪对自由曲面进行表面数字化。介绍了目前逆向工程中主要测量方法。对测量后的数据点的处理：筛选、光顾、精简等，进行

2、了研究，提出了逐点剔除法的新算法。提出了一种基于三维栅格的点的筛选、精简方法。研究了点的三角网络化和三角网络模型的建立，然后在对大量测量数据点采样时根据曲面上的曲率规划网格点的分布。本文提出了一种判断采样网格点对测量数据的逼近精度的判断指标。又提出了一种根据网格点相对于测量数据的最大允差自动地确定采样网格的大小的方法。对曲面重建、曲面编辑进行了研究。并根据汽车零部件及其模具表面自由曲面较多，形状复杂等特点，提出了以边界为中心、以区域划分、曲面拟合和曲面拼接为基本步骤的重构方法。提出以NURBS理论为数学模型，采用MFC和Op·enGL结合的三维图形开发技术，实

3、现本曲面重构系统的软件程序结构。给出了在OpenGL下实现曲线曲面的VisualCH程序及编程思路。关键词：反求工程、曲面重建、NURBS、CAGD、OpenGLAbstractReverseengineeringhasbecomeafocustnCADfCAMresearchfield，Itisofgreatimportanceinavarietyofsituationsuchasreverseengineefingforamechanicalorelectricalproduct，computervisionandrecoveryofbiologicals

4、hapesfromtwo—dimensionalcontottts．3-Dscanningandsurfacereconstructionofcarsanddieshavebeeninvestigatedinthisthesis．Thefollowingaretheprimarycontests．Thefoundationoftherevelseengineeringisresearched．includingbasictheoryofsurfacereconstruction．DigitizefreesurfacebyATOSnon—touchedscann

5、er．Primarymeasuremethodsadoptedbyreverseengineeringisd／scussed．Doresearchwi￡hfneas[／,rem暑r／tdataprocessingsuchassmoothing，reducingandsamplingandSOon．Andaddressanewalgorithmofreducingpointsfromdoudpointsandanewmethodofpointssamplingbasedon3-Dgridaxepresented．Thereconslructionoftriang

6、lemeshfromcloudpointswasstudiedAnalgorithmbasedonthemaximumerrortOreconstructtrianglemeshfromcloudspoimsispresented．Doresearchonsurfacereconstructionandeditmn．Asurfacereconstructionmethod，accordingtocafpartsanddies8硼aeecharacter如jIoffreeformstw／ace．basedOnborderlinesandsurfaceme玛ing

7、，ispresemed．AsBrfac￡：reconstructionsystembasedonNURBS、MFCandOpenGLjSpresented．nleidensoftherealizationofCUI"VeSandsurfacehasedonOpenGLandVisualC4-+iSgiven．KeyWords：reverseengineering、surfacereconstruction、NURBS、CAGD、OpenGL上海大学研究生论文用纸第一章绪论1．1引言：科技发展和市场竞争对产品设计提出了更高的要求，即产品多样化、外形美观、更新换代

8、周期缩短；同时，也促进了产品设计、制造