基于掃描點云的自由曲面造型技術研究.pdf

1、自由曲面造型是逆向程的重要研究內容,造型的精度和質量是實現快速制造高質量零件的重要保證。因此研究基于掃描點云的自由曲面造型技術具有重要的理論意義和實用價值。掃描點云是自由曲面造型的基礎,它是通過三維激光掃描系統(tǒng)獲得實物樣件表面輪廓的三維數據信息。本文的確定目標是通過對掃描點云進行分析、處理,建立曲線曲面的數學模型,反求出樣件的CAD模型。論文對點云數據的統(tǒng)一、數據去噪處理、數據壓縮技術、數據的光順、數據的修補利數據分塊技術進行了系統(tǒng)的研

2、究,采用了坐標變換法把數據統(tǒng)一到一個坐標系中,在直觀檢查法、曲線檢查法和弦高差方法的基礎上,提出了一種基于鄰域的去噪算法,實現了點云數據的去噪處理,完成了一種基于曲率變化的數據壓縮方法。將數據的光順問題轉化成曲線光順問題,通過在曲線上均勻采樣的方法米實現了數據的光順。通過實際應用表明所提方法去噪效果好,數據的壓縮效率高,數據的均勻程度也有了大大提高。在曲線曲面重構過程,基于最小二乘擬合,切比雪夫曲線擬合和NURBS曲線曲面擬合原理,對由

3、型值點反算控制點的具體方法利步驟,以及四邊域網格和三角網格的曲面擬合方法進行了研究,完成了理論分析、算法設計及程序編制,仿真試驗結果表明擬合精度不與擬合階次成正比,而是在達到一定的擬合階次后,擬合精度呈穩(wěn)定狀態(tài),這為擬合方法的選擇提供了依據。在討論曲線曲面擬合的基礎上,對曲線曲面拼接和曲面光順方法作了研究,給出了拼接和光順的方法和曲面精度的評價準則。文中以Visual C++和OpenGL為工具開發(fā)了基于掃描點云的自由曲面造型軟件“My