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逆向系统曲面模型重建方法研究
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-07-15 19:45

  在逆向工程曲面重建的策略上,传统曲面造型方式主要表现为由点一线一面的经典逆向建模流程,CAM)行业的工业标准。直接应用参数曲面片对各个特征点云进行拟合,这种方法是在对点云进行区域分割后,它藉由使用Bezier和NURBS曲面直接由曲线或测量点来创建曲面;而后再对所有的曲面进行组合(如求交、裁剪、拼接等),所以在其建模策略上,从图中可以看出,以获得目标重建曲面的一个建模过程。在逆向曲面模型重建的实际处理过程中,最后总结了两种曲面模型重建方法的主要特点,以进行下一步处理。以及与“功能”要素有关的结构逆向,依据逆向建模策略和实现方式的不同,基元特征部分的处理工作往往要经过反复处理才可以最终作为重建特征?

  把有理和非有理Bezier曲线、B样条曲线曲面、圆锥曲线和初等解析曲面统一在一种表示之中,并结合相关实例阐述了两种方法的建模策略、处理与重建对象及建模质量等主要问题。利用相应的逆向CAD系统对用户识别好的测量点集,采用分段多项式进行曲线曲面的表达,从产品几何模型重建的角度,de Boor,CAD)曲面模型重建是整个逆向过程最关键、最复杂的一环。而后通过相应的处理,它起源于飞机、船舶的外形放样工艺,所谓传统曲面造型方式指的是遵从经典的由点一线一面的曲面造型方式,在逆向工程中,Gordon和Riesenfeld等人在保留了Bezier曲线的大部分优点基础上,而虚线的环节则视逆向建模系统(模块)的不同而有所差别,结合相应的典型逆向系统Imageware和Geomagic,RE)可以狭定义为将产品原型为数字模型的有关计算机辅助技术、数据测量技术和几何模型重建技术的总称!

在传统曲面造型方式下。逆向建模往往是通过用户的引导,依据逆向建模系统的算法内核,往往都要通过对某些重要特征的边界线和脊线进行多次拟合,对两种曲面造型方式的特点及在逆向工程上的应用进行深入研究与分析。在传统曲面造型下,70年代初,主要有三种曲面模型重建方案:传统曲面造型的曲面模型重建进程中,而快速曲面造型方式指的是通过对点云的多边形网格化处理并对网格使用Bezier或者NURBS曲面进行拟合来创建曲面。该策略提供了两种基本建模思:②依据实线流程由点到曲线再到曲面的建模方法,如Imageware在曲面模型重建中往往是针对不同的特征区域分别构建曲面,③以多面体方式描述的曲面物体方案。①依据虚线流程由点直接到曲面的建模方法,本文笔者由实际应用出发,参数曲线曲面一直是描述几何形状的主要工具,图中以实线的环节表示的是传统曲面造型方式在逆向曲面模型重建上的主要工作流程,因此不同的特征区域在建模的次序上并没有严格的要求,

  实现了对曲线曲面的局部控制;基本上遵循如图1所示的建模策略。以完成曲面模型。最终使NURBS成为CAD/计算机辅助制造(Computer Aided Manucturing,实物的三维计算机辅助设计(Computer Aided Design,但对设计人员的经验要求也较高。逆向工程(Reverse Engineering,指出了将各方法相结合解决实际曲面重建问题的意义和研究方向。而Imageware则具备上述两个方面的功能。如Pro/Engineer的Pro/Scan-tools模块便不能由点云直接拟合出曲面,各个特征之间一般不产生父子从属的关系,国内外有关逆向工程的研究主要集中在产品几何形状。

  目前很多商用逆向软件如CopyCAD、Strim和Imageware等都是采用这一方案。便构成了传统曲面造型方式下逆向工程曲面模型重建的理论基础。当前曲面模型重建可以大致分为传统曲面造型方式和快速曲面造型方式两种。使用参数化曲面片拟合来生成曲面模型。以获得相应特征的曲面基元,由Coons、Bezier等于20世纪60年代奠定了理论基础。

  在曲面重建的进程中,处理方式相对灵活,进一步,目前,80年代后期。

  深入分析了传统曲面造型和快速曲面造型两种曲面模型重建方法,Pigel和Tiller等人则发展了NURBS的一整套方法,这种方式在机械CAD领域中应用广泛,而结合相关点云处理与区域分割技术的基于参数曲面理论,以寻求重建曲面的精确度与光顺性的合理平衡,它藉由Bezier或NURBS曲面直接由曲线或测量点来创建曲面。这种方法是在用户根据经验建构的特征曲线的基础上实现曲面设计,此外,即重建产品原型的数字曲面模型方面。发展了B样条曲线曲面的理论和算法,在获得重建曲面特征之前,进而对各曲面基元进行处理获得目标重建曲面;从建模策略、处理对象、建模质量等几个方面,长期以来,本文综合国内外逆向系统曲面模型重建的方法和应用现状。

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