逆向工程中约束驱动数据点云曲面特征优化

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1、第22卷第5期计算机辅助设计与图形学学报Vo1．22No．52010年5月Journa1ofComputer—AidedDesign＆ComputerGraphicsMay2010逆向工程中约束驱动数据点云曲面特征优化杨红娟”，陈继文，周以齐。’l(山东建筑大学信息与电气工程学院济南250101)2(山东建筑大学机电工程学院济南250101)s(山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061)(yanghongjuan@=djZU．edu．cn)摘要：为了获得产品原始设计意图，提高重构模型的整体质量，提出一种实用的逆向工程中约束驱动数据点云

2、曲面特征优化方法，其中包括约束分解和有效的数值求解．在约束分解部分，通过设计结构矩阵分割算法消除几何约束系统中曲面特征间的耦合约束，提出了基于多尺度特征的凝聚算法来实现几何约束系统的简化和分解；在数值求解部分，基于罚函数法建立了约束优化的数学模型，采用BFGS法进行了数值求解．对优化后的逼近误差与约束满足误差进行分析的结果表明，采用文中方法可以低数量级的逼近误差的放大，实现约束满足误差的减小，获得一种全局优化的结果．关键词：特征优化；约束分解；耦合约束；逆向工程中图法分类号：TP391ConstraintDrivenOptimizationofSurfaceFe

3、aturesfromPointCloudinReverseEngineeringYangHongjuan”，ChenJiwen∞，andZhouYiqi。(SchoolofElectricalandInformationEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101)(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Ji’nan250101)”(SchoolofMechanicalEngineering．KeyLabora

4、toryofHighEHiciencyandCleanMechanicalManufacture(ShandongUniversity)MinistryofEducation，ShandongUniversity，Ji’nan250061)Abstract：InordertOcapturetheoriginaldesignintentandimprovethewholequalityofreconstructedmodels，apracticaltechniqueispresentedforgeometricconstraintdrivenoptimizatio

5、nofsurfacefeaturesfrompointcloudinreverseengineering，includingconstraintdecompositionandnumericalsolution．Inthestageofconstraintdecomposition，coupledconstraintsofcomplexsurfacefeaturesareeliminatedbyDesignStructureMatrixpartitioningalgorithm．Anewclusteringmethodbasedonmulti—scalesurf

6、acefeatureanalysisisproposedtoreducethegeometricconstraintsystemanddecomposeitintoconstraintsubset．Inthestageofnumericalsolution，mathematicalmodelsofoptimizationarebuiltwithexponentiaIpenalty．TheBFGSmethodisstudiedforstablenumericaIsolutionofsurfacefeaturemodeloptimization．Approximat

7、eerrorandconstraintsatisfactionerroriSanalyzed．Andtheresultsshowthattheproposedmethodcanachieveaglobaloptimizationresultbyincreasingtheapproximateerroratlowlevelanddecreasingtheconstraintsatisfactionerror．Keywords：featureoptimization；constraintdecomposition；coupledconstraint；reversee

8、ngineering以实