基于光栅测量面向快速原型的三维重建的研究与应用

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1、摘要逆向工程是近年来发展起来的消化，吸收和提高先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合，并已经成为现代设计中的一个重要方法，逆向设计和正向设计既有区别又相辅相成，共同促进着现代设计的发展。逆向工程已进入CAD／CAM范畴，广泛应用到航空航天、船舶、汽车、模具等领域，它不仅解决了传统的正向设计难以解决的复杂曲面物体造型的问题，而且它可以快速消化吸收实物原型，修改和再设计出新的产品，实现创新。逆向工程的关键技术是数据采集和曲面重建。为了能对产品进行快速测量与快速三维重建，实现产品的快速设计，本文构建了快速测量——快速

2、三维重建——快速实体重建的快速设计系统；研究了各种测量方法和快速原型方法，选择了光栅测量法与选择性激光烧结；研究了自由曲面重建的方法；针对于光栅测量与快速原型的特点给出了自适应拉格朗日插值滤波算法；提出了用NURBS方法重建自由曲面、旋转体及二次初等曲面物体的算法；并在Vc++与UFUNC的平台上开发了三维重建软件，精度达到±0．025mm，使用效果良好。本文的研究与该软件的研究开发有助于提高产品设计速度，缩短生产周期，降低成本，快速占领市场，提高技术水平。关键字：三维重建；自由曲面；光栅测量；逆向工程：快速原型

3、上海大学硕士研究学位论文AbstractReverseEngineeringisarecentlydevelopingintegratedtechnologythatcombinesaseriesofmodemanalysismethodsandappliedtechnologies．Reversedesignhasbecomeoneimportantpartofthemodemdesignways．Reversedesignandpositivedesignaredifferentandsupplementea

4、chothegandacceleratethemodemdesigntogether．ReverseEngineeringhasappliedinCAD／CAM，suchasaviation，shipping，auto，mouldetc．Itcarlnotonlystructurefreeformfeaturewhichtraditionalpositivedesigncannotsolve，butalsoassimilateoldpart，modifyitandredesignanewone．Thekeytec

5、hnologyofreverseEngineeringisdataacquirementandsurfacereconstruction．Forthequickmeasurementandquick3Dreconstruction，andforthequickdesign，thepaperconstructsthequickdesignsystemconcludingquickmeasurement，quick3Dreconstructionandquickpartreconstruction．Thepaperr

6、esearchsallkindsofmeasurementandRapidPrototyping(RP)，andelectGratingMeasurementandSelectiveLaserSintering．Thepaperresearchsthemeasureoffreeformsurfacereconstruction．Thepaperprovidesthealgorithmofself-adaptivewipeoffbaddadaforGratingMeasurementandREThepaperpro

7、videsthealgorithmoffleeformsurfacereconstructionandrotatedpartreconstructionandreconstructionofcylinder,tapeandtapingcylinder．Atlast，thepaperdevelops3DreconstructionsoftwarebaseoilVC++andUFUNC．Itsprecisionis±0．025mm．Theresultshowsthattheperformanceofthesoftwa

8、reisexcellent．Thepaperandthesoftwareareassistanttorapidproductdesign，shortproductperiod，lowcost，rapidoccupationofmarketandimprovementoftechnologylevel．KeyWords：3Dreconstruction，Freeformsu