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《浙江大学》 2002年
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反求工程CAD建模中的特征技术研究

吕震  
【摘要】: 本文针对反求工程CAD建模中的特征技术进行了系统深入的研究。研究并解决了从测量数据提取二次曲面特征、过渡曲面特征及其参数化表达的关键技术和算法。 文章阐述了反求工程领域,特征的定义、分类、表达以及特征与约束的关系等基本理论,详细论述了基于特征的数据分块技术,包括通过曲线曲率计算和曲面曲率计算分别提取扫描线测量数据和散乱测量数据中特征点的算法。 在二次曲面特征提取中,对法方程法、奇异值分解法和特征向量估计法等线性最小二乘法和非线性最小二乘法进行了论述,给出了基于线性和非线性最小二乘法的平面、球面、圆柱面、圆锥面等二次曲面拟合的算法。 在过渡曲面特征提取中,详细研究了过渡曲面特征提取的两个步骤,即数据分块和过渡曲面参数提取。基于数据精简、曲率估算和曲率比较,研究了从原始测量数据中自动分离出过渡区域数据点的算法。通过圆柱面拟合和过渡区域跟踪,提出了用于描述过渡曲面的系列截面线计算方法。提出了基于概率统计理论的等半径过渡曲面参数和线性变半径过渡曲面参数分析求精技术。结合测量数据实例,对特征提取中导致误差的原因进行了分析。 在自由曲面特征提取中,基于反求与设计相结合的思路,提出了对自由曲面进行再次参数化的方法。详细论述了从点云数据中提取曲线的切片算法,提出了通过点云切片和交互的手段提取扫掠曲面、旋转曲面和蒙皮曲面等自由曲面特征参数的方法。 有关特征曲面提取和参数化表达的核心算法已成功应用于反求工程CAD建模系统RE-SOFT中,两个具体应用实例论证了算法的可行性和应用价值。 最后在总结全文的工作和创新点的基础上,指出了反求工程CAD建模中有关特征技术需要进一步研究的内容。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.72

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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2 张甜田;王晏民;石宏斌;;面向NURBS曲线构建的切片技术研究[J];北京建筑工程学院学报;2012年03期
3 何荣;李际军;;逆向工程中特征曲面的识别方法[J];计算机应用;2007年08期
4 李炳胜;庄晋林;刘雪梅;;逆向工程中一种基于点云的制造特征识别方法[J];机械科学与技术;2008年04期
5 皇甫中民;闫雒恒;刘雪梅;;基于RANSAC算法的拉伸面特征提取[J];机械科学与技术;2009年01期
6 刘元朋,张定华,敖波,张力宁;球、圆柱和圆锥几何特征参数提取方法[J];机械工程学报;2005年11期
7 沈海平;达飞鹏;雷家勇;;基于最小二乘法的点云数据拼接研究[J];中国图象图形学报;2005年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 邱彦杰;反向工程中自动精确模型重建的关键技术研究[D];上海交通大学;2011年
3 崔焕勇;复杂形状实体反求工程关键技术研究[D];山东大学;2006年
4 李奇敏;小波技术在反求工程中的若干应用[D];浙江大学;2006年
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6 刘元朋;基于特征的航空发动机管路反求建模系统关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
7 龚友平;逆向工程中基于特征约束模型重建理论与方法研究[D];浙江大学;2006年
8 杨红娟;基于变量化设计的逆向工程CAD建模技术研究[D];山东大学;2007年
9 张力宁;点云数据抗噪处理方法及其在叶片重建中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
10 王青;反求工程中基于变形的自由形状特征重构[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘章明;基于虚拟现实的机器人加工仿真研究与实现[D];沈阳理工大学;2010年
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3 乔登玉;细水雾螺旋喷嘴曲面特征识别及数字重构研究[D];兰州理工大学;2011年
4 刘哲铭;基于特征与约束识别的点云曲线参数化建模研究[D];东北大学;2010年
5 戴静兰;海量点云预处理算法研究[D];浙江大学;2006年
6 陶曼;深度图像的分割与压缩[D];首都师范大学;2006年
7 陈洪丽;语义特征造型系统中特征模型转换的研究[D];哈尔滨理工大学;2006年
8 惠相君;反求工程中复杂零件的CAD建模关键技术研究[D];兰州理工大学;2007年
9 丘永亮;基于反求工程的轮胎花纹结构数字化设计方法研究[D];广东工业大学;2007年
10 葛盛;集成逆向工程关键技术研究[D];苏州大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 张曙;先进制造技术讲座——第二讲 快速产品开发技术(上)[J];机电一体化;1996年05期
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10 来新民,黄田,曾子平,林忠钦;基于NURBS的散乱数据点自由曲面重构[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李维诗;基于医学断层轮廓数据的反求CAD建模理论与方法研究[D];浙江大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李永青;基于散乱点的B样条曲面重构理论和技术研究[D];浙江大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 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
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10 胡晓丹,卢习林;VC和OpenGL的综合应用[J];北京服装学院学报;2002年02期
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3 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
4 关红;邰清安;李晓光;;钛合金叶片流线成因分析[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 李颖辉;;CAPP技术在滚动轴承热处理工艺及工作票系统中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
6 李洲圣;;双三次B样条曲面坐标系中的Navier-Stokes方程[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
7 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
8 乔学军;刘蓉;;一种构造光滑的闭NURBS曲线的算法及应用[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
9 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
10 李向前;黄美发;匡兵;鲍家定;王乔义;;平面要素规范表面模型生成方法[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009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 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
5 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
6 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
7 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
8 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年
9 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
10 沈莞蔷;CAD中变次数B样条的理论及其应用研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武炜;煤矿井下火灾事故人员逃生可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 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
4 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
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7 毛晓捷;面向鞋楦自由曲面工件的柔性夹具设计方法研究与应用[D];浙江理工大学;2010年
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10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立涛;;论反求工程技术对汽车产业发展的作用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年03期
2 陈光,任志良,孙海柱;最小二乘曲线拟合及Matlab实现[J];兵工自动化;2005年03期
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10 孙明;韩光超;张海鸥;;机器人等离子喷涂轨迹间距优化及实验研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马坤;模型驱动架构下模型及模型转换方法关键问题研究[D];山东大学;2011年
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5 李维诗;基于医学断层轮廓数据的反求CAD建模理论与方法研究[D];浙江大学;2002年
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7 戴春来;参数化设计理论的研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 张明霞;基于NURBS曲面的船舶破舱稳性计算方法研究[D];大连理工大学;2002年
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10 于丕强;NURBS曲面重构中的几何连续性问题[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张红杨;面向异构目标平台的MDA研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘丹;基于点云数据的曲线拟合[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 仇丹丹;基于SSH整合技术的企业能源管理系统的研究与实现[D];沈阳理工大学;2010年
4 刘焕彬;点云管道曲面重构[D];杭州电子科技大学;2011年
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7 何雯;对数螺旋锥齿轮齿面接触性能研究[D];内蒙古科技大学;2010年
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10 吉鸣;基于模型转换的实时软件资源建模与验证的方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 储珺;聂春梅;王璐;张桂梅;;基于SIFT特征的多视点云数据配准和拼接算法[J];半导体光电;2011年03期
2 王格芳;黄礼富;吕艳梅;;激光测量中的多视点云旋转对齐方法[J];兵工自动化;2007年06期
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4 庞晓红;邾继贵;;视觉传感器应用中三维扫描点云数据处理的研究[J];传感器与微系统;2009年11期
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6 张树森;李玮;肖胜兵;马承翰;;逆向工程中点云数据与CAD数模的配准[J];辽宁工程技术大学学报;2007年S2期
7 彭育辉;高诚辉;何炳蔚;;基于遗传算法和四元数法的曲面线扫描数据的配准[J];福州大学学报(自然科学版);2008年04期
8 陈杰;高诚辉;何炳蔚;;反求工程三维特征提取技术的研究进展[J];中国工程机械学报;2009年02期
9 杨伟;陈家新;李济顺;;基于投影的二阶段空间圆线拟合算法[J];工程设计学报;2009年02期
10 汪超;秦利萍;;基于逆向工程的四刃硬质合金铣刀型线的研究[J];工具技术;2009年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 何光勤;杨蕾;;基于面元模型的PBN程序三维保护区算法研究[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
3 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
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6 孙进;非完备几何特征测量数据建模及其在颜面缺损修复中的应用研究[D];上海交通大学;2012年
7 安毅;三维点云数据的几何特性估算与特征识别[D];大连理工大学;2011年
8 赵萍;机器视觉测量方法及曲面重构技术研究[D];沈阳农业大学;2011年
9 王典;基于二维激光扫描的林木联合采育机作业环境测量[D];北京林业大学;2012年
10 张力宁;点云数据抗噪处理方法及其在叶片重建中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 张华;复杂三维目标的二次曲面几何建模[D];西安电子科技大学;2011年
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7 刘勇;叶片CAD及计算机辅助测量一体化技术的研究[D];江南大学;2011年
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9 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
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【二级参考文献】
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7 张曙;先进制造技术讲座 第一讲 走向21世纪的制造工业(上)[J];机电一体化;1996年03期
8 张曙;先进制造技术讲座 第一讲 走向21世纪的制造工业(下)[J];机电一体化;1996年04期
9 张曙;先进制造技术讲座——第二讲 快速产品开发技术(上)[J];机电一体化;1996年05期
10 张曙;先进制造技术讲座——第二讲 快速产品开发技术(下)[J];机电一体化;1996年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李维诗;基于医学断层轮廓数据的反求CAD建模理论与方法研究[D];浙江大学;2002年
【相似文献】
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10 封凯栋;自主开发是如何提升工业竞争力的[N];科技日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘云峰;基于截面特征的反求工程CAD建模关键技术研究[D];浙江大学;2004年
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6 单东日;反求工程CAD建模中点云数据区域分割及特征约束重构技术研究[D];浙江大学;2003年
7 肖双九;反求工程中三角网格划分及其应用的关键算法研究[D];西北工业大学;2002年
8 乌秀春;反求工程中基于图像灰度信息的三维曲面重构研究[D];大连理工大学;2002年
9 田怀文;机械零件反求建模关键技术研究[D];西南交通大学;2005年
10 杨铁牛;面向逆工程的原始设计参数还原的研究与实践[D];西安交通大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵作智;基于非均匀有理B样条(NURBS)的曲面反求的研究[D];清华大学;2000年
2 苏海;反求工程在工业设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2002年
3 马英军;船用低速柴油机排气阀阀杆与转翼的几何反求研究[D];大连交通大学;2010年
4 张金萍;反求工程中重构精度的研究及其在凸轮反求设计中的应用[D];昆明理工大学;2002年
5 赵岩;基于CMM的反求工程中若干关键问题的研究[D];沈阳工业大学;2004年
6 冯玮;反求工程中几何建模技术的研究[D];武汉理工大学;2003年
7 刘艳;基于结构光测量技术的自由曲面反求工程关键技术的研究[D];河北工业大学;2000年
8 沈继刚;反求工程在复杂冲压零件及成形模具设计中的应用研究[D];重庆大学;2003年
9 周纯江;基于反求工程的自由曲面数控加工的研究与应用[D];浙江工业大学;2004年
10 任景英;基于ICT切片图像的反求重构技术研究[D];中北大学;2005年
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