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《哈尔滨工程大学》 2010年
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逆向设计中基于散乱点的模型重构与误差分析

刘静娜  
【摘要】:作为一种新产品开发和消化、吸收先进制造技术的重要手段,逆向工程技术的研究正受到各国工业界的高度重视,取得了大量的研究成果并得到了广泛的应用。其中,模型重建工作是逆向工程点数据预处理过程中的一个重要问题,重建模型的精度直接影响后续设计的可行性。 本文首先阐述了逆向工程的基本概念及关键技术,并对其中的多视数据拼合和模型重建技术进行重点研究,从散乱数据模型重构的实际需要出发,对散乱数据的测量、多视数据处理、曲面重构等技术进行了研究,进一步丰富或完善了逆向工程的有关内容。 在模型重构过程中首先提出了点数据多视对齐的问题,并对选用的基于参考点的和基于特征的多视数据对齐方法进行详述,并在这两种方法结合指导下结合逆向设计软件imageware对于摩托车前雨盖的多视数据进行多视拼合,得到很好的拼合效果。在没有参考点的情况下选用ICP算法对飞机模型散乱数据直接进行对齐计算,得到相应旋转和平移矩阵,将得到对齐的点云数据经过IGES文件转换重新导入CAD建模软件中,可以为后续建模提供一定的数据支持。 在获得了完整数据的基础上,本文论述了逆向工程造型技术中正在被广泛应用的曲线、曲面数学模型Bezier、B样条、NURBS曲线、曲面,及相关造型技术。对齿轮模型选择先拟合曲线再进行模型重构,对摩托车前雨盖的模型重构直接进行曲面重构并在完成CAD模型重构后,研究由预处理后的点云到曲线、曲面的重构过程及误差模型分析、曲面品质分析。研究逆向工程的误差模型,分析重构模型误差来源,将得出的重构模型的总体误差控制在0.5mm之内,力求使重构的CAD模型满足设计的精度要求以支持构件的后续应用。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH122

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