自由曲面的高精度匹配技术研究.pdf

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第15期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．42No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．15．030自由曲面的高精度匹配技术研究陈岳坪，靳龙，李书平，宋世柳，陈艺(1．广西科技大学广西汽车零部件与整车技术重点实验室，广西柳州545006；2．柳州市产品质量监督检验所，广西柳州545001)摘要：研究自由曲面的高精度匹配技术。采用两步法即粗匹配和精匹配对曲面匹配进行逐步求精：采用微分进化算法进行粗匹配，获得下一步精匹配迭代过程的初始点，解决了迭代最近点算法(ICP)存在的容易收敛于局

2、部最优点的问题，并克服了遗传算法收敛速度较慢的缺陷；基于最小二乘准则和最小条件原则，分别采用单纯形法和坐标轮换法循环计算进行精匹配，同时对设计变量进行尺度变换，改善了优化设计数学模型的性态。以VisualC++6．0为开发工具，编程实现了自由曲面的高精度匹配。运行实例表明，上述算法是可行和有效的。关键词：自由曲面匹配；微分进化法；最小二乘准则；最小条件原则；尺度变换中图分类号：TP391．7文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)15—118—5StudyonHighAccuracyMatchingTechnologyofFree-formSurfaceCHENYue

3、ping，JINLong，LIShuping，SONGShiliu，CHENYi(1．GuangxiKeyLaboratoryofAutomobileComponentsandVehicleTechnology，GuangxiUniversityofScienceandTechnology，LiuzhouGuangxi545006，China；2．LiuzhouProductQualitySupervisionTestingInstitute，LiuzhouGuangxi545001，China)Abstract：Thehighaccuracymatchingtechnologyo

4、ffree—formsurfacewasstudied．Thetwo—stepsurfacematchingmethod，i．e．theroughmatchingstepandtheaccuratematchingstep，wasusedtoobtainhigheraccuracyresults．Intheroughmatchingstep，thedifferentialevolutionmethod，whichcouldavoidthelocalconvergenceofiterativeclosestpoint(ICP)methodandovercomethedraw—back

5、oflowconvergencerateofgeneticalgorithm，wasputforwardtoobtaininitialpoints，whichwouldbeusedinthenextaccuratematchingstep．Basedontheleastsquarecriterionandtheleastconditionprinciple，thesimplexmethodandthecoordinatealternationmethodwerepresentedtoobtainthebestmatchingresult，respectively．Toimprove

6、thebehaviorofthemathematicalmodel，ascaletransformwasdonewiththedesignvariables．WiththedevelopmenttoolVisualC++6．0．acomputerprogramwasimplementedtore—alizethehighaccuracymatchingoffree—formsurface．Anexperimentwasconductedtoverifythevalidityandfeasibilityofthesealgo—rithms．Keywords：Free—formsurf

7、acematching；Differentialevolutionmethod；Leastsquarecriterion；Leastconditionprinciple；Scaletransfornl近年来，国内外学者对自由曲面匹配的算法做了前，迭代最近点算法(IterativeClosestPoint，ICP)大量的研究工作。曲面匹配主要应用在两个方在曲面匹配中得到了广泛使用。但是ICP算法常常收面：(1)根据三坐标测量机的检测结果，对加工曲敛于局部最优点，若迭代初