基于截面草图和规则特征提取的混合建模.pdf

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1、试验研究现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第４期倡基于截面草图和规则特征提取的混合建模蔡敏，成思源，杨雪荣，张湘伟（广东工业大学机电工程学院，广州５１０００６）摘要：在逆向工程中，以还原设计意图和面向再设计为主要目的的逆向建模方法是最近十多年以来的研究热点。对几种目前应用比较广泛的逆向建模方法的特点进行了分析，提出了基于截面草图和规则特征提取的混合建模方法，详细介绍了该混合建模方法的优势。以建模软件ＧｅｏｍａｇｉｃＤｅｓｉｇｎＤｉｒｅｃｔ为平台，通过实例验证了该混合建模方法的准确性，为基于逆向工程的几何形状重构和再设计提供了一种快速、有效

2、的解决方法。关键词：逆向工程；混合建模；ＧｅｏｍａｇｉｃＤｅｓｉｇｎＤｉｒｅｃｔ软件；截面草图；规则特征中图分类号：ＴＰ３９１．７文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０４—０００１—０５HybridmodelingbasedonextractingofsectionsketchandregularfeatureＣａｉＭｉｎ，ＣｈｅｎｇＳｉｙｕａｎ，ＹａｎｇＸｕｅｒｏｎｇ，ＺｈａｎｇＸｉａｎｇｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉ

3、ｎａ）Abstract：Ｒｅｓｔｏｒｅｄｅｓｉｇｎｉｎｔｅｎｔａｎｄｒｅ-ｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｖｅｒｓｅｍｏｄｅｌｉｎｇｗａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｏｆｒｅｖｅｒｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｈｅｐａｓｔｔｅｎｙｅａｒｓ．Ｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄｓｅｖｅｒａｌｃｕｒｒｅｎｔｌｙｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｒｅｖｅｒｓｅｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄａｈｙｂｒｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｃｒｏｓｓ-ｓｅｃｔｉｏｎａｌｓｋｅｔｃｈｅｓａｎｄｒｅｇｕｌａｒｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｄｅｔａｉｌｅｄｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｈｉｓ

4、ｈｙｂｒｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈ．Ｉｎｍｏｄｅｌｉｎｇｓｏｆｔ-ｗａｒｅＧｅｏｍａｇｉｃＤｅｓｉｇｎＤｉｒｅｃｔｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈｗｅｒｅｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙａｃａｓｅｓｔｕｄｙ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａ-ｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｐｒｏｖｉｄｅｓａｆａｓｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓｈａｐｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｎｄｒｅ-ｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｒｅｖｅｒｓｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．Keywords：ｒｅｖｅｒｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ

5、ｇ；ｈｙｂｒｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；ＧｅｏｍａｇｉｃＤｅｓｉｇｎＤｉｒｅｃｔｓｏｆｔｗａｒｅ；ｓｅｃｔｉｏｎｓｋｅｔｃｈｅｓ；ｒｅｇｕｌａｒｆｅａｔｕｒｅ产品的ＣＡＤ模型。逆向建模的流程如图１所示。０引言逆向工程（ＲｅｖｅｒｓｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＲＥ）也称反求工程或反向工程，是一种产品设计技术再现过程，即对图１逆向建模的流程目标产品进行逆向分析和研究，并得到该产品的制造流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，然１逆向建模方法后在理解其原始设计意图的基础上进行再设计，以得出外形或功能相近的产品。逆向工程的概念是相对目前应用较为广泛的逆向建模方法主要有：非特于传统的产品设计流程即所谓

6、的正向工程（Ｆｏｒｗａｒｄ征建模、特征建模、参数化建模和混合建模。其中，非Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦＥ）而提出的，二者的区别在于设计起特征建模是指应用隐式多项式或样条曲线曲面的方［１］点、设计自由度和设计要求不同。式表达原始测量数据中的曲线曲面，并以此为基础重国内外最近十多年来对逆向工程的研究是以还构几何形状；该建模方法不能很好地反映产品的原始［２］原设计意图以及面向再设计的逆向建模技术为主要设计意图，所得到的ＣＡＤ模型只是对原产品的简单内容。逆向建模就是针对已有的产品模型，利用三维拷贝，主要用途局限于与产品可视化相关的展示制作数字化测量设备准确、快速地测量出产品表面的三维等。特征建模方法

7、是指基于规则特征识别与提取的［３］数据，然后利用测量数据通过三维几何建模方法重建逆向建模方法，该方法主要针对局部几何特征，忽倡国家自然科学基金资助项目（５０８０５０２５，５１１０５０７８）；广东省教育部产学研结合项目（２０１２Ｂ０９１１００１９０）；广州市科技计划项目（２０１３Ｊ４３０００１９）１２０１５年第４期现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）略了特征之间的几何约束关系，不利于