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《浙江大学》 2005年
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反求工程中基于点云的特征挖掘技术研究

陈曦  
【摘要】:以点云为源,以特征为本的参数化反求建模技术现已成为反求工程领域的一个研究热点。近年来,非接触式测量设备的飞速发展使点云的数据规模急剧增加,点云和特征间的关系日趋复杂,在这种情况下,为了能够快速、准确地理解点云所蕴含的特征信息,本文提出并系统研究了基于点云的特征挖掘技术。 在反求工程的背景下,首先给出了特征的定义和分类,而后在此基础上结合数据挖掘思想定义了特征挖掘技术。对特征挖掘的研究内容、体系结构和应用领域进行了系统的分析和论述,指出了包括数据预处理、区域分割和曲面误差评价在内的论文研究方向。 点云数据的引入一方面使反求建模系统的形状描述能力明显提高;另一方面使系统的数据分析、处理模块不堪重负。为了提高系统的数据处理效率,本文首次提出了基于三参数Shepard曲面的噪声过滤和曲率计算方法。提出的噪声过滤算法以三参数Shepard曲面为潜在的流形表面,实现了保特征的异面数据虑除。提出的点云曲率估算方法通过Shepard曲面插值点的简单线性组合计算曲率,避免了大量的曲面逼近运算,具有效率高,复杂度低,实用性强的特点。 提出一种基于微分几何量统计分析的区域自动分割算法。该方法将点云划入规则分布的三维栅格,通过法曲率映射、高斯映射分析每个栅格的几何属性,利用假设检验法判断栅格的特征类别并基于栅格的拓扑关系、映射点的聚类性质和分布拟合的结果分割相应区域。该算法具有阈值少,效率高,抗噪能力强的特点。 提出点云到曲面距离的快速算法。该方法通过曲面采样和最近点搜索获得点云中每个测量点对应的投影点初值,基于此初值迭代求取精确投影点并计算此点和对应测量点的距离。文中首次从理论上定量分析了曲面离散密度对计算精度的影响,这使得本文算法实现了距离估算误差的先验性控制。算法中使用的均匀采样准则和六面体栅格结构使得其速度明显优于同类算法。 研究了上述特征挖掘算法在RE-SOFT系统中的高效代码实现方案。基于两个建模实例说明了这些特征挖掘算法是快速、稳定和可靠的。本文最后对未来的研究工作进行了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP311.13

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 边柯柯;李江雄;柯映林;;基于局部协调设计的复杂自由曲面模型拓扑还原技术[J];机械工程学报;2009年07期
2 边柯柯;柯映林;李江雄;;基于空间栅格支撑与曲率云图引导的点云表面构线[J];机械工程学报;2009年08期
3 尹丹;杨林;王胜春;;基于散乱点云加权邻域采样点的简化算法[J];计算机与现代化;2010年06期
4 边柯柯;王青;李江雄;柯映林;;复杂自由曲面模型的局部协调设计技术[J];浙江大学学报(工学版);2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7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 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
3 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
4 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
5 范树迁;反求工程中自由形状模型的美化技术[D];浙江大学;2006年
6 张旭;飞机大部件对接装配过程中的干涉检测技术研究[D];浙江大学;2008年
7 徐进;反求工程CAD混合建模中若干问题的研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 罗敏;数字图像辅助激光点云特征提取研究[D];中南大学;2011年
3 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
4 范伟;反求工程中基于宏命令的数据转换技术研究[D];浙江大学;2007年
5 尹丹;散乱点云的简化与变形研究[D];湖南师范大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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3 吕震,贾明,柯映林;三角曲面数字样品的特征提取与再现技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年08期
4 柯映林,刘云峰,范树迁,陈曦,李岸;基于特征的反求工程建模系统RE-SOFT[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾明;反求工程CAD混合建模理论与方法研究[D];浙江大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦洪英;数据挖掘在网络业务流设计中的实现过程[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
2 孟庆全;金传山;梅灿华;胡学钢;;基于依赖度求解属性约简的方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年04期
3 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
4 梅灿华;孟庆全;祁炯;李明;;分辨矩阵构成与约简同步的方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
5 梅灿华;孟庆全;;数字化中医胃病诊断方法研究[J];安徽中医学院学报;2008年03期
6 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
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
8 田子德;王国君;;网络环境下学生自主学习的贝叶斯评价[J];白城师范学院学报;2007年06期
9 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
10 郭瑞良,张辉;服装CAD系统中的板型曲线拟合的讨论[J];北京服装学院学报;2002年02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 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
4 闻邦椿;韩清凯;;产品设计的重要性与面向产品总体质量的综合设计法[A];中国科协2003年学术年会大会报告汇编[C];2003年
5 肖田元;张林瑄;赵银燕;;基于虚拟制造技术加速产品自主创新[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
6 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
7 鲁俐;;高校档案管理工作中的一种决策树分类算法研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[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 连建勇;;基于数据挖掘的电信客户流失分析[A];2007中国科协年会——通信与信息发展高层论坛论文集[C];2007年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 叶晓峰;基于XML的冲压模具设计知识重用技术研究[D];华中科技大学;2010年
2 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
3 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
4 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
5 耿玉磊;基于系列模板耦合的三维服装款式创意设计方法研究[D];浙江大学;2010年
6 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
7 单玉红;基于土地生态位和多主体的城市居住空间演化情景模型研究[D];武汉大学;2009年
8 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
9 蒋丽君;基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究[D];东华大学;2010年
10 章大勇;激光雷达/惯性组合导航系统的一致性与最优估计问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
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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 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 樊云峰;平面点云曲线重建的一种新算法[D];郑州大学;2010年
8 王颖芳;基于特定内容的敏感图像过滤技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 彭妍;基于NURBS的船体曲面交互式CAD研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 尹佳;柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 何金国,查红彬;基于BPLI从二维平行轮廓线重建三维表面的新算法[J];北京大学学报(自然科学版);2003年03期
3 王飞,杨湘龙,冯允成;虚拟现实仿真技术及在飞机装配中的应用[J];北京航空航天大学学报;2001年02期
4 张旭;曹健;刘玉树;;基于二维非参数化判别分析的人脸识别[J];北京理工大学学报;2009年09期
5 余明,丁辰,过静王君;激光三维扫描技术用于古建筑测绘的研究[J];测绘科学;2004年05期
6 邓非;张祖勋;张剑清;;利用激光扫描和数码相机进行古建筑三维重建研究[J];测绘科学;2007年02期
7 张帆;黄先锋;李德仁;;激光扫描与光学影像数据配准的研究进展[J];测绘通报;2008年02期
8 周受钦,谢友柏;特征及其应用[J];工程设计;2000年01期
9 孙延奎,朱心雄;B样条曲线的小波光顺法[J];工程图学学报;1998年04期
10 彭芳瑜,周济,周艳红,周云飞;基于最小二乘法的曲面生成算法研究[J];工程图学学报;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
2 吴振锋;基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 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
4 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
5 肖尧先;基于RE/RP系统集成的复杂外形产品快速开发技术研究[D];浙江大学;2002年
6 吕震;反求工程CAD建模中的特征技术研究[D];浙江大学;2002年
7 赵岩;反向工程中曲面重建的几何连续性研究[D];大连理工大学;2002年
8 王青;流形上参数曲面的理论与方法[D];浙江大学;2003年
9 陈军;基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术研究[D];天津大学;2003年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙庆;基于点云的二次曲面特征提取理论和技术研究[D];浙江大学;2003年
2 胡健闻;多尺度估计理论在工程表面评价中的应用研究[D];武汉理工大学;2003年
3 崔秀芬;过渡特征识别与抑制方法研究[D];浙江大学;2004年
4 仇芝;三维重建的匹配技术[D];南京理工大学;2004年
5 石慧;基于约束模型的协同模板任务机制研究[D];合肥工业大学;2006年
6 王红敏;逆向工程测量技术研究[D];山东大学;2007年
7 李想;龟壳壳体的结构反求与分析[D];燕山大学;2007年
8 吕煊;基于角点特征和最大互信息的多模医学图像配准[D];山东师范大学;2008年
9 田鹏;地理场景中点云特征提取与简化研究[D];南京师范大学;2008年
10 李绪武;汽车钣金件逆向工程中数据分层处理技术研究及应用[D];重庆大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋娟娟;;基于Pro/E的曲面模型重构技术研究[J];硅谷;2011年06期
2 罗泽明;郑丽;王国平;;某型航空发动机管路振动特性的有限元研究[J];装备制造技术;2011年02期
3 周珺;雷恒池;嵇磊;;微波层析技术中非线性优化算法与线性迭代算法的比较[J];高原气象;2011年03期
4 尹小奎;李奇敏;叶仲泉;蒋恒恒;;NURBS曲面光顺方法综述[J];图学学报;2012年05期
5 刘元朋;陈良骥;李明;王金凤;董晓艳;;航空发动机管路测量数据分割方法[J];航空学报;2008年02期
6 寇满;杨雪荣;梁汉卫;成思源;张湘伟;;基于曲面变形技术的数据融合方法研究[J];机械设计与制造;2012年06期
7 周志雄;周秦源;任莹晖;;复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J];机械工程学报;2010年17期
8 王辅辅;苏智剑;张长禄;乔海峰;;义齿三维模型构建中海量点云数据模型的精简方法[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年04期
9 马元魁;张树生;白晓亮;范海涛;;基于球面图像的三角网格模型分割[J];西南交通大学学报;2012年03期
10 廖平;高晓毅;王建录;刘学云;;燃气轮机透平叶片截面形状重构技术研究[J];现代制造工程;2010年09期
中国博士学位论文全文数据库 前6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
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3 刘楚辉;飞机机身数字化对接装配中的翼身交点加工关键技术研究[D];浙江大学;2011年
4 方雄兵;计算机图形学中非线性投影问题的研究[D];华中科技大学;2012年
5 谭启蒙;基于视觉定位跟踪的大型机械部件数字化对接关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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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4 高晓毅;燃气轮机透平叶片几何形状重构技术研究[D];中南大学;2010年
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6 林允朋;等几何分析中的NURBS体造型及算法[D];电子科技大学;2012年
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8 赵双玲;基于多分辨率分析的三角网格特征点提取算法研究[D];重庆大学;2012年
9 卞显虎;逆正向混合工程在重卡车身开发中的应用与研究[D];合肥工业大学;2012年
10 李春贺;液压管路振动仿真分析软件平台开发应用研究[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙玉文,王晓明,刘健;散乱数据的三角剖分及其在快速原型制造中的应用[J];大连理工大学学报;2000年01期
2 王洪亮,王小椿;B-样条曲面的局部形状改进算法[J];工程数学学报;2000年04期
3 穆国旺,朱心雄,涂侯杰,雷毅;曲面光顺的分片能量法[J];工程图学学报;1999年01期
4 孙延奎,朱心雄;曲线分层表示的小波方法[J];工程图学学报;1999年01期
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6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前3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
2 肖尧先;基于RE/RP系统集成的复杂外形产品快速开发技术研究[D];浙江大学;2002年
3 贾明;反求工程CAD混合建模理论与方法研究[D];浙江大学;2003年
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
【相似文献】
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1 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
2 马正元,杜丽敏,王玉生;反求工程中的数据预处理和建模技术[J];沈阳工业大学学报;2004年06期
3 黄宇婷;点云模型的法矢和曲率的精确计算方法[J];机械设计与制造;2005年06期
4 任玉波;孙惠学;;轿车门外板自由曲面的反求[J];机械设计与制造;2005年12期
5 柯映林,刘云峰,范树迁,陈曦,李岸;基于特征的反求工程建模系统RE-SOFT[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年06期
6 陈明;王群;李爱平;;反求工程中大型薄壁件数据预处理关键技术的研究[J];组合机床与自动化加工技术;2009年03期
7 单东日,柯映林;反求工程中点云数据的二次曲面特征提取技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年12期
8 常伟杰;蔡勇;蒋刚;韩晓东;;基于支持向量机的点云切片分割技术的研究[J];机械;2009年01期
9 尤红丹;江雄心;饶锡新;;模型重构的误差探究[J];装备制造技术;2008年12期
10 马娟;倪世道;;机载远程预警雷达探测精度统计方法[J];中国科技信息;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王健;靳奉祥;;车载激光扫描测量数据的预处理技术[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
2 张瑞;李建华;;逆向工程的关键技术及其最新发展[A];先进制造技术高层论坛暨第六届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2007年
3 隋连升;王晓强;蒋庄德;;基于特征线的复杂曲面反求工程中的CAD建模技术[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
4 胡钛;李英玉;孟新;王春梅;李秀冰;;双星计划地面应用数据预处理的设计与实现[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
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6 吕琳;朱东华;刘玉琴;;面向数据仓库的数据预处理研究综述[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
7 周炳玉;卢野;刘珍阳;;多传感器数据融合中的数据预处理技术研究[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
8 王爽;魏振钢;;空间关联规则算法在环境污染事故应急处理系统中的应用研究[A];第四届中国智能计算大会论文集[C];2010年
9 傅琪琦;乐嘉锦;;CRM数据仓库中的数据预处理研究[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2001年
10 肖英治;刘中蔚;姚佳丽;陈红;王珊;;PW-ETL:一种利用知识库进行数据预处理的ETL构架[A];第二十届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2003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 记者 郑千里;我国率先开展遥感误差分析[N];科技日报;2001年
4 张树民;中和滴定与误差分析[N];山西科技报;2003年
5 张东风;从模仿创新到同场竞技[N];中国企业报;2006年
6 徐锋 吴琼;奇瑞QQ:你的?我的?[N];科技日报;2004年
7 VAR记者 张林才 郭宏远 彭敏;点云成金[N];电脑商报;2011年
8 董占锁 蔡贵农;晚霞映红一片天[N];山西日报;2004年
9 徐德军 蔡忠亮 邬国锋 杜清运;城市多媒体电子地图集的制作[N];中国测绘报;2003年
10 吴勇毅 王金宝;构筑品牌情报力[N];中国企业报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈曦;反求工程中基于点云的特征挖掘技术研究[D];浙江大学;2005年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
7 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
8 刘玉身;离散模型光滑算法的研究[D];清华大学;2006年
9 李海艳;面向反求工程的多传感器集成及数据融合技术研究[D];华中科技大学;2010年
10 陆宇;基于H.264压缩域的视频对象分割[D];上海大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
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 侯贵堂;基于B样条的弧面凸轮反求设计与研究[D];大连理工大学;2006年
5 王建才;三坐标测量机在机械反求工程中的理论与实验研究[D];河北工业大学;2003年
6 夏林;基于UG环境下的NC代码反求[D];南昌大学;2007年
7 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
8 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
9 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
10 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
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