浅析散乱点云数据的三角网格面重构

逆向工程的研究有着重大的现实意义。本文先对逆向工程技术进行概述,然后介绍了散乱点云数据三角网格面重构的分类和经典算法,以及逆向工程的常用软件,最后对全文进行了总结。     

面向点云数据的复杂几何模型对象优化方法研究

针对高精度、高保真的点云数据在精简后点云数据重构网格精度降低误差增大的问题,提出了面向点云数据的复杂几何模型对象优化方法.首先通过空间八叉树法建立点云数据和网格的拓扑关系,并利用原始点云到重构网格的距离确定网格的误差,以目标精度为阈值,然后利用增点法对面片进行划分,最后根据插入点算法重新定位插入点.实验验证表明：利用该文方法对兔子和龙进行一次细分使得精简率90%兔子重构网格误差由0.81 mm提升到0.48 mm,精简率90%龙重构网格误差由0.36 mm提升到0.11 mm.     

基于逆向工程的黄平泥哨的数据采集

以贵州民族工艺品泥哨为研究对象,通过对泥哨的结构分析,确定了数据采集方案:利用基于三角测量法的非接触式三维扫描仪,采用标识点和配位点相结合的办法对实验样件进行数据测量,获得了样件的高精度三维数据点云,提供了泥哨较为准确的原始数据,对如何完整获取复杂形状样件的三维数据,尤其是具有繁复细微纹样表面的工艺品提供了一定的借鉴。     

逆向工程技术及应用

逆向工程技术历经数十年的研究与发展,已经成为产品快速开发过程中重要支撑技术.介绍了逆向工程的基本概念、国内外的发展现状及趋势,并通过牛奶瓶逆向实例分析对数据获取、数据预处理、曲面重构等关键技术进行较详尽的阐述.     

基于CATIA的逆向工程在汽车车身设计中的应用

逆向工程是在现代计算机技术基础之上产生的一种新的产品设计和开发方法，通过对逆向工程概念的介绍及实例设计演示，探讨基于CATIA的逆向设计的一般流程。     

由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法

提出一种新的由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法. 该算法充分利用点云内在的几何与拓扑信息, 使用一组检测过滤规则, 对曲面进行快速网格重构. 算法包括两部分： 首先对点云做预处理完成数据精简, 其次使用一组检测规则, 从种子三角形出发, 针对每个活动边, 在点云中选择匹配点与其构成新的三角形, 并通过不断更新边界, 使剖分区域不断增长. 所使用的检测规则, 可以针对活动边与预选择匹配点之间的不同位置关系采用不同的阈值, 从而避免了重叠与自交三角形的生成, 防止产生错误拓扑, 确保了重构三角网格曲面的质量. 同时针对区域增长算法中的前沿分裂问题, 在数据结构中采用反向重合边, 使剖分过程始终保持一个前沿边界. 实验结果表明, 该算法具有运算速度快、 结果准确性好、 适用范围广等优点.     

逆向工程的研究与发展

逆向工程是一门正在迅速发展中的学科分支,目前还处于不断研究和探讨之中。而逆向工程中的一个重要问题是利用已有的点云数据进行空间曲面的重建,即空间散乱点云的三角剖分问题。逆向工程中空间曲面上点云数据三角剖分的一般方法涉及空间点云数据的过滤,过滤后点云数据的显示,点云数据的三角剖分,最终生成剖分后的空间曲面图形。     

三角网格分割中种子点的优化采样算法

三角网格分割是三维模型处理中一项重要的工作,通过VSA(variational shape approximation)方法分割的结果可以用于轮廓线的生成、模型重建等工作,但由于其种子点选取的随机性,直接通过VSA方法进行不同类型的网格划分会存在划分粒度、划分策略不确定的问题.文章针对三维模型轮廓线提取,基于VSA方法...     

基于CATIA逆向工程复杂样条曲线重构方法研究

对于复杂零件的逆向设计,常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集,可获得高质量的点云文件。但是这些点云文件数量很大,计算时将耗费过多的计算机资源。基于CATIA软件对点云数据进行过滤、划界、分网等处理方法进行了研究,运用曲线重构的方法,创建特征曲线组,利用多段曲线拟合获得点云的特征线网络,最后将拟合得到的曲线与原始点云数据进行误差分析。研究证明,通过这种方法可以获得质量更好、占据资源更小的曲线,为后续曲面和实体的生成奠定了精确基础。     

反求工程中的数据筛选与优化的研究

在含复杂曲面的产品反求工程中,通过测量所获取的数据点云通常十分庞大,且具有一定的杂乱性和冗余性,这样的数据不利于定义曲面和产生CAD／CAM数据库数据．针对这些问题,本文利用测量数据的特征线输入技术,降低了测量数据量;并提出了弦切角偏差法对这些测量数据进行过滤筛选,确保生成曲面的数据的有效和规则;同时利用参数样条函数对过滤筛选后的数据进行拟合优化,将数据函数化,以更利于曲面的生成,且能利用数据的函数表达选择优化数据点的数量,并控制生成曲面的质量．     

产品反向工程和快速原型制造的集成技术

基于在新产品研制和产品复制过程中,采用产品反向工程和快速原型制造的集成技术可以缩短产品研制开发的周期,提出了一种将两种先进制造技术集成的方案,将反向工程数字化测量所得到的截面数据,通过简化处理产生一个数据量小而包含的信息又足以满足精度要求的切片数据文件,直接用于快速原型制造,从而避免了曲面重构和转换成ＳＴＬ文件的中间过程,并阐述了去除多余截面,精必生成截面曲线等步骤的主要算法,实例表明采用该方法是     

逆向工程技术及其应用案例

论述了逆向工程技术的概念、发展现状，阐明了逆向工程与CAD技术及快速成型技术的内在联系，对逆向工程系统、关键技术作了分析，并以案例介绍了逆向工程技术的实际应用，最终佐证了CATIA软件不失为逆向工程的一种十分有效的设计分析工具．     

反求工程中基于Delaunay三角形的模型重构研究

散乱点的三角网格剖分是反求工程中首要环节。在分析三角剖分基本方法的基础上提出了动态圆和封闭点的概念,使得搜索新三角形的范围大为降低,从而加快了速度,并在搜索过程中实现Delaunay三角形优化。通过动态更新搜索边控制三角形生成速度。将新三角形和已有三角形的相交判定转化为和搜索边的相交判定,完成非凸边界下的多连通区域的划分。     

反求工程在汽车转向节逆向设计中的应用

借助手持式三维激光扫描仪REVscan对汽车转向节进行扫描,得到转向节的点云数据并导入Geomagic Studio软件进行点云和多边形处理;基于NURBS曲面重构技术,对转向节多边形数据进行曲面拟合和质量分析。结果表明:通过NURBS曲面重构技术可快速改进产品原型,为汽车转向节开发提供了重要途径。     

空间三角形网格局部优化研究

提出了一种空间三角形网格局部优化算法．该算法分为两部分：ａ． 网格局部细分优化方法,该方法结合等间距采样法和黄金分割法来获得最优插值点,使网格细分达到满足给定逼近精度的目的;ｂ． 网格局部合并优化方法,给出了网格中三角片合并的判别准则,在满足逼近精度要求的前提下,采用边删除操作合并网格中的某些三角片,达到了减少三角片数量及保证网格中三角片性态较好的目的．空间三角形网格局部优化算法能有效地使网格达到逼近精度的要求,同时减少三角片数量并剔除狭长三角片．     

逆向工程中基于密集数据点的轮廓线重建技术

重构凸台、型腔、拉伸面、回转面这类特征的关键是重建描述其外形的平面轮廓线．由于测量数据点具有密集、无序的特点,确定轮廓草图平面后,不能直接对数据点进行参数化和样条线拟合．文中对基于密集数据点的轮廓线的重建技术进行了探讨,提出了首先在草图平面上提取轮廓线的“粗边界”点,然后对数据点进行细化和参数化,最后实现B样条表示的轮廓线重建方法．实例结果表明,文中方法有效地解决了此类特征轮廓线的重建问题．     

反求工程CAD建模技术

在综合介绍目前反求工程的CAD建模技术的基础上，提出一种实用的基于实物样件获取产品数学模型的CAD建模技术，结合对实际工业产品的反求过程，全面介绍了该技术中的表面数字化、散乱数据误差修正、散乱数据规则化、曲面重构、CAD建模等过程的技术要点，应用结果表明：该CAD建模技术实用，有效，能够有效避免产品反求过程中曲面畸变、干涉等变形的产生，生成的数学模型光滑、连续、几何信息完整；在数控加工和反求工程中有着广阔的应用前景，是推行并行工程的重要基础和支撑技术，同时，由于该技术的实施能在很短的时间内复制实物相提并论件，因此在实际应用中具有广为推广应用的价值。