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《大连理工大学》 2012年
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复杂曲面截面特征点云数据处理技术

杜长江  
【摘要】:科学技术的发展对产品设计形状的复杂性、几何精度和物理性能的要求越来越高,对现代制造技术及水平提出了新的挑战,“测量-面形再设计-精密加工”的闭环制造模式是加工具有高几何精度、高物理性能要求的多源约束复杂曲面零件的重要手段,可以获得满足最终性能要求的零件;逆向工程设计中,实物零件都需要经历“数据采集-数据处理-曲面重构-CAD模型”的处理流程,利用CAD模型实现产品的仿造、改进或创新设计;随着激烈的市场竞争对产品开发速度和制造技术柔性的要求不断提高,基于点云数据的直接数控仿形加工技术不断发展,通过“点云数据-数据处理-加工路径-数控加工”的工艺流程,直接实现零件的加工,加快了开发速度,提高了生产效率。可以看出,数据处理是产品制造过程中必不可少的流程,点云数据处理技术仍是现代制造技术的重要组成部分,是实现零件或实物的精密加工,获得满足需求的合格产品的重要基础。 本文在前人对多源约束面形再设计类复杂曲面零件的精密加工和面形再设计建模技术的研究基础上,针对蜂窝共底构件实测截面特征点云数据,深入研究了与零件加工工艺原理相适应的噪声预处理、修补、精简等点云数据处理技术。 点云数据噪声预处理方面,提出了基于局部空间抛物线的离散曲率估算方法,实现了空间任意平面内截面数据的离散曲率估算;针对噪声数据中的强噪声点和低频随机误差,提出了基于离散曲率的弦高角度去噪和局部特征保留的递推辨识滤波方法,处理噪声数据的同时,很好地保留了原始数据的局部形貌特征。点云数据修补方面,提出了基于点距邻域特征的自适应修补方法,消除了点云数据的孔洞或分布不均匀缺陷,获得了疏密分布合理的点云数据。点云数据精简方面,研究了特征点的提取;根据预设精简率或目标精简点数,提出了基于特征分段优化的截面数据精简方法,实现了点云数据基于特征分区优化的矩形拓扑精简处理,获得了满足建模要求的拓扑结构的点云数据,为后续曲面建模做准备。最后,针对共底构件实测点云数据,利用本文提出的相关方法实现了数据处理,获得了满足需求的点云数据,为共底构件蒙皮的后续曲面建模、面形再设计和精密加工打好基础。 本文提出的相关数据处理方法是对点云数据处理技术的补充,可以应用到截面特征明显的复杂曲面零件的数据建模过程中,为后续曲面重构和零件精密加工做准备,同时对复杂曲面零件的测量加工一体化装备的研制提供了理论支撑和参考。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP274

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李相标;基于几何特征的加工余量优化及仿真研究[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王雪晶;吕卫强;;逆向工程中点云数据去噪算法的研究[J];兵工自动化;2007年10期
2 田竹友,简斌;逆向工程中数据的处理[J];北京机械工业学院学报;2004年02期
3 李德江;殷福忠;孙利民;;基于特征点的点云压缩方法研究[J];测绘通报;2012年01期
4 李海英;花向红;陈远;;三维激光点云扫描线曲率压缩算法研究[J];测绘信息与工程;2009年05期
5 尹相宝;花向红;刘金标;龚子桢;郝旦;;基于扫描数据线线间关系的曲率压缩新算法[J];城市勘测;2010年04期
6 孙玉文,王晓明,刘健;三维面形测量中的基于神经网络的数据修补技术[J];计量学报;2001年01期
7 平雪良;李进亮;徐荣礼;袁艳玲;;逆向工程中扫描线类型数据的简化技术[J];江南大学学报;2006年03期
8 陈志杨,张三元,叶修梓;点云数据中空洞区域的自动补测算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年08期
9 程仙国;刘伟军;张鸣;;特征点的B样条曲线逼近技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年10期
10 杨蕾;;一种高效的支持向量回归三维点云修补算法[J];计算机应用研究;2009年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王春;大型配对型面数字化制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
2 张生芳;复杂曲面天线罩电厚度精密测量技术研究[D];大连理工大学;2008年
3 孟娜;基于激光扫描点云的数据处理技术研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 魏伟力;基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术[D];大连理工大学;2010年
2 杨诚;基于测点数据的直接数控仿形加工算法研究[D];浙江大学;2004年
3 唐林新;基于自由曲面点云的数控加工技术的研究[D];新疆大学;2005年
4 董锦菊;逆向工程中数据测量和点云预处理研究[D];西安理工大学;2007年
5 范华;基于点云的非真实感绘制技术研究[D];山东师范大学;2008年
6 路立军;基于点云的数控加工刀具轨迹直接生成的研究[D];山东大学;2008年
7 徐尚;三维点云数据拼接与精简技术的研究[D];中国海洋大学;2009年
8 郑德利;蜂窝材料大型不规则曲面数字化加工技术[D];大连理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 俞芙芳;王志鑫;;玩具狗头的自由曲面重构[J];工程塑料应用;2006年01期
2 吴萍;光滑理想导体表面目标双站散射的可视化分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
3 周金明;朱晓临;;基于三角多项式的一类曲线曲面性质及其应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年01期
4 潘庆云;陈素根;;五次Bézier曲线的三种不同扩展[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年02期
5 陶玉琴;陈素根;;基于曲率调节的二次T-B样条插值曲线[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年04期
6 陈苗;张艳秋;;带参数λ的三次Bézier曲线的光顺延拓[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
7 李斌;;NURBS曲线的一种快速生成方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年01期
8 陈素根;苏本跃;汪志华;;拟Hermite曲线/曲面及其应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
9 张伟红;王家正;;隐参数曲线的正则性条件[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年02期
10 李明超;缪正建;韩彦青;;连拱隧道工程地质三维建模与可视化分析及应用[J];地下空间与工程学报;2012年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张洋;岳东杰;朱邦彦;;基于B样条曲面拟合的文物表面重建方法研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 ;De-noising and Welding Corner Extraction Method of Point Cloud from Large-scale Hull Section[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李文斌;徐新平;;基于曲线的正切运动C轴的控制算法研究[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
5 王世海;岳天祥;;高精度曲面建模方法(HASM)的逐次最小二乘算法[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
6 刘日明;陈映秋;;基于B样条面元法的有限水深浮体水动力计算[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
7 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
8 蒋国兴;黄明吉;滕向阳;贾志新;;数控雕刻中交线加工刀具轨迹生成算法研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
9 潘荣江;孟祥旭;杨承磊;王锐;;旋转体的几何特征提取方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
10 张吉春;王金梅;;经纬仪测量系统数据处理的实现方法[A];吉林省测绘学会2008年学术年会论文集(下)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
3 张丽哲;经编针织物的计算机三维仿真[D];江南大学;2010年
4 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
5 周联;曲线曲面造型中的三类几何逼近[D];浙江大学;2010年
6 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
7 王文龙;重大公路灾害遥感监测与评估技术研究[D];武汉大学;2010年
8 钱文华;基于纹理的非真实感绘制技术研究[D];云南大学;2010年
9 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
10 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 师晶;一类三次代数曲线的插值和逼近[D];南昌航空大学;2010年
2 李新;逆向工程模型重构及工程应用若干问题的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 张辉;随机样条函数研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 木觉敏;压力舒适无缝内衣尺寸规格的研究[D];浙江理工大学;2010年
7 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
8 胡宇龙;自由节曲线非圆齿轮引纬机构运动学反求设计与试验[D];浙江理工大学;2010年
9 石尖锋;数字服装边界提取与编辑研究[D];浙江理工大学;2010年
10 王华;公路三维数学模型的建立与仿真实现[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周儒荣,张丽艳,苏旭,周来水;海量散乱点的曲面重建算法研究[J];软件学报;2001年02期
2 牟小云;;基于VERICUT的数控机床建模技术[J];现代制造技术与装备;2008年01期
3 黄雪梅,王平江,陈吉红,张新访,周济;三维散乱数据三角形网格逼近的一种算法[J];计算机工程与设计;1998年02期
4 秦世伟;潘国荣;谷川;施贵刚;;基于遗传算法的三维空间柱面拟合[J];同济大学学报(自然科学版);2010年04期
5 孙殿柱;刘健;李延瑞;孙永伟;;三维散乱点云的Voronoi拓扑近邻点集查询算法[J];武汉大学学报(信息科学版);2011年01期
6 沈兵,帅梅,高军,王小椿;大型复杂曲面类毛坯最佳适配算法的研究[J];西安交通大学学报;1999年11期
7 严思杰,周云飞,彭芳瑜,赖喜德;大型复杂曲面加工工件定位问题研究[J];中国机械工程;2003年09期
8 曾艳;李斌;彭芳瑜;陈满意;;面向数控加工的大型螺旋桨桨叶的余量估算问题研究[J];中国机械工程;2006年06期
9 钱锦锋,陈志杨,张三元,叶修梓;点云数据压缩中的边界特征检测[J];中国图象图形学报;2005年02期
10 李岸;管爱枝;;基于高斯映射的柱面与锥面点云拟合[J];组合机床与自动化加工技术;2007年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贺美芳;基于散乱点云数据的曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 潘如刚;基于断层轮廓数据的三维形体网格构造方法研究[D];浙江大学;2004年
2 钱锦锋;逆向工程中的点云处理[D];浙江大学;2005年
3 张植仓;基于VERICUT的多边形连续加工仿真系统的研究与开发[D];天津理工大学;2008年
4 魏林;基于VERICUT的数控加工仿真系统的研究[D];沈阳理工大学;2008年
5 刘建军;多轴数控机床几何误差辨识与补偿技术研究[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王丽辉;袁保宗;;鲁棒的模糊C均值和点云双边滤波去噪[J];北京交通大学学报;2008年02期
2 苏延辉;韦欢;费广正;石民勇;;非真实感绘制技术研究[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2006年02期
3 李珂珍;娄小平;吕乃光;;用于点云曲面重构的数据精简方法研究[J];北京机械工业学院学报;2009年01期
4 徐永安,杨钦,怀进鹏;转台中心轴线标定误差分析与修正[J];北京航空航天大学学报;2005年08期
5 孙军华;张广军;魏振忠;;基于平面靶标的多视点云对齐方法[J];北京航空航天大学学报;2006年10期
6 惠文华,郭新成;3维GIS中的八叉树空间索引研究[J];测绘通报;2003年01期
7 曹力;;多重三维激光扫描技术在山海关长城测绘中的应用[J];测绘通报;2008年03期
8 徐景中;万幼川;张圣望;;LIDAR地面点云的简化方法研究[J];测绘信息与工程;2008年01期
9 李海英;花向红;陈远;;三维激光点云扫描线曲率压缩算法研究[J];测绘信息与工程;2009年05期
10 仝毅,周馨我;微波透波材料的研究进展[J];材料导报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李剑;基于激光测量的自由曲面数字制造基础技术研究[D];浙江大学;2002年
2 夏建涛;基于机器学习的高维多光谱数据分类[D];西北工业大学;2002年
3 王春;大型配对型面数字化制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
4 杨长祺;复杂曲面多轴加工的高精度、高效率数控编程系统研究[D];重庆大学;2004年
5 刘胜兰;逆向工程中自由曲面与规则曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 严庆光;面向多点成形的逆向工程关键技术及应用研究[D];吉林大学;2005年
7 张生芳;复杂曲面天线罩电厚度精密测量技术研究[D];大连理工大学;2008年
8 刘含波;基于散乱点云数据的隐式曲面重建研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 季劲松;逆向工程中三坐标测量数据处理的研究及系统开发[D];浙江大学;2002年
2 谭昌柏;结构件反求建模中的数据处理技术[D];南京航空航天大学;2003年
3 任朴林;基于散乱数据的截面线生成及模型重构技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
4 戴静;逆向工程数据处理关键技术研究[D];南京理工大学;2003年
5 查雪梅;基于激光360度回转测量和Pro/Scan-Tools的集成逆向工程系统研究[D];四川大学;2003年
6 罗里荣;面向快速原型制造的形状反求关键技术的研究[D];燕山大学;2004年
7 杨诚;基于测点数据的直接数控仿形加工算法研究[D];浙江大学;2004年
8 田均;多轴联动数控端铣干涉处理研究[D];武汉理工大学;2004年
9 王翱宇;非真实感渲染若干技术的研究[D];浙江大学;2005年
10 吴剑锋;逆向工程中基于CCD的曲面测量方法研究[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱正兴;;汽车覆盖件零件数学模型的建立[J];模具制造;2009年10期
2 孙世为,王耕耘,李志刚;基于特征生长的点云拟合技术[J];计算机辅助工程;2001年04期
3 吴卫东,刘德仿;点云拟合中的特征识别技术研究[J];组合机床与自动化加工技术;2003年12期
4 张学昌,李继光;基于CAD模型引导的复杂曲面与测量点云配准[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2005年02期
5 谢叻,魏安顺,周印;基于激光测量点云数据的五坐标加工刀轨生成[J];上海交通大学学报;2004年08期
6 周士侃,娄臻亮,刘冰张,文君上;反向工程中的光栅扫描技术[J];工具技术;2004年10期
7 黄国珍,卢章平;面向逆向工程的点云数据精简方法[J];机械设计与研究;2005年03期
8 蔡清华,刘伟军,郑鹏,李文龙,金嘉琦;基于Surfacer的点云数据的预处理研究[J];机械设计与制造;2003年04期
9 梁飞华,邓宇,刘好,邢镇容;UGNX2.0环境下工业产品的逆向工程设计[J];茂名学院学报;2005年01期
10 黄立宏;;反求工程技术在机械制造领域的几何建模应用[J];科技传播;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张舒;谢艾伶;白志辉;王响雷;;三维激光扫描点云粗差剔除方法研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 李凯;张爱武;;基于激光点云的粮仓储粮数量测量方法[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
3 江倩殷;刘忠途;李熙莹;;一种有效的点云精简算法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
4 李文涛;韦群;杨海龙;;基于图像的点云生成和预处理[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年
5 陈伟;曹春香;张颢;徐敏;何祺胜;高孟绪;赵坚;郑盛;田蓉;;基于地基LiDAR的毛乌素沙地灌木高度提取[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
6 吴永华;胡以华;顾有林;王恩宏;;激光点云分类算法的探讨与展望[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
7 朱晓强;李琳;余烨;刘晓平;;基于LiDAR点云的城市地面提取[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 赵福生;胡静波;;基于距离-梯度的LIDAR点云简化算法研究[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
9 牛雪娟;刘景泰;孙雷;;基于小波变换的栅格点云多分辨率分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 陈红全;;用隐式无网格算法求解层流N-S方程[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 商报记者 张绪旺;盘点云计算:概念众多 能力存疑[N];北京商报;2011年
2 本报记者 杨静;私企的天空有点云[N];山西经济日报;2001年
3 牛坚强;透视1%人口调查数据处理“利器”[N];中国信息报;2006年
4 VAR记者 张林才 郭宏远 彭敏;点云成金[N];电脑商报;2011年
5 ;各地采取多项措施做好数据处理工作[N];中国信息报;2007年
6 董占锁 蔡贵农;晚霞映红一片天[N];山西日报;2004年
7 本报记者 罗安宇 王丹丹;重点云岩区南明区金阳新区[N];贵阳日报;2007年
8 陈卫国杨一挺;杭州湾跨海大桥通车 浙江一院提供基准服务[N];中国测绘报;2008年
9 程琳;在“快、准、细”中走向成功[N];中国气象报;2011年
10 ;巨型高清晰全彩LED显示屏技术[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金龙存;3D点云复杂曲面重构关键算法研究[D];上海大学;2012年
2 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
3 喻亮;基于车载激光扫描数据的地物分类和快速建模技术研究[D];武汉大学;2011年
4 李宝;三维点云的鲁棒处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 周星;含动边界复杂非定常流动的无网格算法研究[D];南京理工大学;2012年
6 刘峰;基于机载LiDAR数据林木识别与重建[D];中南大学;2012年
7 左志权;顾及点云类别属性与地形结构特征的机载LiDAR数据滤波方法[D];武汉大学;2011年
8 李峰;机载LiDAR点云的滤波分类研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
9 梁玉斌;面向建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法研究[D];武汉大学;2013年
10 魏征;车载LiDAR点云中建筑物的自动识别与立面几何重建[D];武汉大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜长江;复杂曲面截面特征点云数据处理技术[D];大连理工大学;2012年
2 李凯;粮仓储粮体积测量中激光点云数据处理技术[D];首都师范大学;2011年
3 李兰兰;基于近邻传播聚类的点云简化研究[D];浙江工业大学;2010年
4 王二柱;基于点云的三维重建系统研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 郭扬;基于三维激光测量系统的点云拼接理论与试验研究[D];上海交通大学;2012年
6 马国庆;点云曲线曲面的微分信息估计及其应用[D];中国科学技术大学;2010年
7 滕志远;大数据量机载激光点云快速浏览技术研究[D];首都师范大学;2011年
8 叶迎松;基于主动轮廓模型的点云分割技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李青蒙;激光扫描点云处理技术研究[D];大连海事大学;2013年
10 吴胜浩;车载激光点云的颜色信息获取与融合处理[D];首都师范大学;2011年
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