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《浙江大学》 2006年
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逆向工程中基于特征约束模型重建理论与方法研究

龚友平  
【摘要】: 逆向工程是实现产品再创新开发及快速制造的重要技术之一,在汽车、摩托车、飞机、家电、模具等行业的改型设计与创新具有广阔的应用前景。作为逆向工程中的关键技术——模型重建的理论方法一直是逆向工程的研究热点。本文围绕逆向工程中基于特征约束的模型重建理论与方法展开相关的研究和实践。 基于特征约束建模的思想就是从测量数据中提取出特征参数,并推断出特征之间的约束关系,从而实现设计意图的重现,进行再设计,实现产品的创新。本文提出基于特征约束的模型重建框架结构,重点研究了基于测量点集的区域分割,截面轮廓特征信息的获取,二次曲面特征识别和重构,并提出有参自由曲面重建的思想和重建策略。在截面轮廓特征单元和二次曲面轮廓特征单元识别过程中,研究和总结了这些特征单元之间的约束关系自动识别和推理规则,并用识别的约束对截面轮廓特征单元和二次曲面单元进行约束优化拟合,本文提出用同伦法来求解约束优化拟合过程。 测量点集预处理是后续特征约束建模的基础,因此,这里进行了测量数据前处理的相关研究。为了能准确、快速实现点云的区域分割,提出基于计算局部曲率信息进行数据区域分割的方法;为了满足后续有参自由曲面模型重建所需要的截面轮廓信息,采用截面切片的方法来获取要截面轮廓信息,在进行切片处理时,提出一种类似于移动最小二乘的细化算法。整个细化算法不对测量数据进行局部坐标变换,迭代步长由点云束密度控制迭代步长,最后得到的近似轮廓点集。对细化后的点集进行排序,冗余数据的删除以及特征点的提取处理,为后续的截面轮廓特征单元的识别和重构奠定基础。 截面轮廓的生成是实现后续有参自由曲面特征重建的关键,同时对后续模型重建中曲面边界的确定也起着重要的作用,本文主要研究了根据平面轮廓数据点提出了一种新的基于约束的草图轮廓重建思路。首先分步法实现了以最少的轮廓特征单元拟合二维轮廓特征,然后根据拟合特征单元的信息,对轮廓特征之间的约束进行了识别,并建立了基于约束的二维轮廓特征优化拟合模型,最后由同伦法实现了二维轮廓特征的约束优化拟合技术。 提出了基于约束识别的规则二次曲面特征拟合的方法和基于神经网络直接由测量数据实体特征直接提取的技术。在进行约束优化拟合二次曲面之前,采用最小二乘法获取了平面和球面的初始特征参数,用“代数法”确定柱面和锥面的初始参数;根据二次曲面初步参数,识别二次曲面间的约束,建立基于约束的二次曲面拟合模型,首次提出用“同伦法”来求解基于约束的二次曲面特征的优化拟合问题。针对一些机械零件中比较常用的功能零部件,如凸台,槽等标准特征,则采用神经网络方法直接由测量数据中将其识别构成实体特征。 自由曲面是工业产品,尤其是飞机、汽车、摩托车等行业产品外形的重要特征。本文提出有参自由曲面特征的重建策略,即将截面轮廓和一些方向矢量表达作为自由曲的参数,选取适当的曲面重构方式,实现自由曲面的重建工作。本文研究了放样、扫掠、旋转、网格和融合等典型曲面的重构方式以及构建过程中所需要的参数,实现了自由曲面的参数化重构。为了解决曲面精度评价问题,提出一种基于切平面法快速求解点到自由曲面的算法。 应用上述理论研究成果,在教育部博士点基金项目“基于特征约束的模型重建方法理论研究”(项目编号:2002033062)的支持下,研制开发了基于特征约束的模型重建系统的原型系统,为特征约束重建理论方法在实际应用提供理论支持和实践参考。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB11

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭昌柏,周来水,安鲁陵,彭雨哟;逆向工程中基于密集数据点的轮廓线重建技术[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年05期
2 龚友平;金涛;童水光;;点云数据区域分割方法[J];工程图学学报;2006年04期
3 刘浩,唐月红;URBS曲面间的最短距离[J];南京理工大学学报(自然科学版);2002年04期
4 刘胜兰,周儒荣,安鲁陵;三角网格模型的数据分块算法[J];南京航空航天大学学报;2003年06期
5 陶品,张钹,叶榛;三维模型特征识别中的分割与编码算法[J];计算机集成制造系统-CIMS;2002年10期
6 高小山,蒋鲲;几何约束求解研究综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年04期
7 柯映林,周儒荣;实现3D离散点优化三角划分的三维算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1994年04期
8 齐峰,谭建荣,张树有;基于径向基函数神经网络的特征识别技术研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年06期
9 柯映林,范树迁;基于点云的边界特征直接提取技术[J];机械工程学报;2004年09期
10 柯映林,刘云峰;基于三角Bézier曲面的复杂特征模型重建及特征融合技术研究[J];机械工程学报;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 吕震;反求工程CAD建模中的特征技术研究[D];浙江大学;2002年
2 戴春来;参数化设计理论的研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 刘生礼;约束求解中若干关键技术的研究[D];浙江大学;2003年
4 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
5 吴敏;基于约束和特征的结构类零件实体模型重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
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 黄运保;测量点集曲面重建若干关键技术研究[D];华中科技大学;2004年
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1 龚友平;基于测量数据NC代码直接生成系统的研究开发[D];昆明理工大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李琼砚,陆际联;空间离散点曲面的疏密三角划分[J];北京理工大学学报;1997年05期
2 杨峰;沈晓红;;FDM快速成型技术及与反求工程的结合应用[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年01期
3 朱学军;论现代设计方法的发展[J];长沙铁道学院学报(社会科学版);2003年Z1期
4 张永春,达飞鹏,宋文忠;基于一种曲率最小优化准则的散乱点三角剖分[J];东南大学学报(自然科学版);2004年06期
5 鲁昌华;苌凝凝;李艳红;;BP神经网络对驻极体麦克图像特征识别的研究[J];电子测量与仪器学报;2007年02期
6 李倩,邓浩江,王守觉;一种可识别样本中共同抽象特征的神经网络[J];电子学报;2001年08期
7 杜静,何玉林;基于特征的曲面模型重建方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年07期
8 万平,刘子先!300072;现代工业工程与新产品开发[J];工程机械;2001年08期
9 余军合,吴昭同,祁国宁;基于PLIB/STEP标准的集成产品数据模型的研究[J];工程设计;2001年04期
10 谢金,王文,鞠华,庞媛媛,陈子辰;自由曲面的自适应跟踪测量方法研究[J];工程设计学报;2003年02期
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1 周久兵;周来水;刘胜兰;;一种高效的三角网格平面孔洞修补算法[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年
2 孙殿柱;孙肖霞;李延瑞;范志先;;散乱点云内外边界的自动提取技术[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
3 郑红梅;;快速原型制造技术的应用与发展[A];计算机模拟与信息技术会议论文集[C];2001年
4 苌凝凝;鲁昌华;彭兴邦;张艳;;BP神经网络对驻极体麦克图像特征识别的研究[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
5 王宏生;邱秋;;空间散乱点三角剖分波前算法的研究[A];第九届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2007年
6 赵再军;蔡学文;周文利;;基于神经网络的雕刻艺术风格的机器学习[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
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1 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
2 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
3 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
4 刘学平;机电产品拆卸分析基础理论及回收评估方法的研究[D];合肥工业大学;2000年
5 邹北骥;人脸造型与面部表情动画技术研究[D];湖南大学;2001年
6 尹勇;分布式航海仿真系统中视景实时生成算法的研究[D];大连海事大学;2001年
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9 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
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1 王庭臣;串联盘式管道连续输送机的动态设计及其实验研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
2 王明新;铁道车辆车轴可靠性与安全性分析系统[D];西南交通大学;2005年
3 王庆胜;航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究[D];西北工业大学;2005年
4 权毓舒;三维点云数据的预处理研究[D];西北工业大学;2005年
5 陈荆亮;基于滤波的图象特征提取的实现及对图象识别的研究[D];武汉理工大学;2005年
6 叶敏;基于网络虚拟展示的汽车内饰设计研究[D];武汉理工大学;2005年
7 杜佶;径向基函数在逆向工程中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 张寅飞;三角网格模型光顺与B样条曲面拟合算法研究[D];南京航空航天大学;2005年
9 李忠文;神经网络在逆向工程曲面重建中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
10 尹洁林;用逆向工程技术建立实物的数字化模型[D];合肥工业大学;2005年
【同被引文献】
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1 杨维,李歧强;粒子群优化算法综述[J];中国工程科学;2004年05期
2 刘雪梅,冯跃志;空间离散点曲面法矢估算的一种新方法[J];华北水利水电学院学报;1994年04期
3 易传云,王涛;数字化曲面的法矢求解[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年08期
4 金涛,单岩,童水光;产品反求工程中基于几何特征及约束的模型重建[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年03期
5 熊邦书,何明一,俞华璟;三维散乱数据的k个最近邻域快速搜索算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年07期
6 刘雪梅;张树生;洪歧;黄绍林;;逆向工程中基于模糊聚类的点云数据分区[J];机械科学与技术;2007年04期
7 刘胜兰,周儒荣,安鲁陵;三角网格模型的数据分块算法[J];南京航空航天大学学报;2003年06期
8 何朝良;杜廷娜;张超;;基于CAA的CATIA二次开发初探[J];自动化技术与应用;2006年09期
9 柯映林,单东日;基于边特征的点云数据区域分割[J];浙江大学学报(工学版);2005年03期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕震;反求工程CAD建模中的特征技术研究[D];浙江大学;2002年
2 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
3 李岸;反求工程中一类规则曲面特征提取关键技术研究[D];浙江大学;2005年
4 谭昌柏;逆向工程中基于特征的实体模型重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
5 聂军洪;任意拓扑结构三角网格模型优化调整技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
6 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
7 谭郁松;自然图像处理理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 胡寅;三维扫描仪与逆向工程关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
9 慈瑞梅;基于CMM测量数据的曲面重构关键技术研究与实现[D];南京理工大学;2006年
10 邹万红;大规模点云模型几何造型技术研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈涛;逆向工程中数据分块和规则曲面拟合算法的研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 刘冰;基于CATIA的三维标准件库开发与研究[D];沈阳航空工业学院;2006年
3 马长胜;逆向工程中数据分块技术的研究与实现[D];苏州大学;2007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 魏华;逆向工程曲面重构技术研究[D];西北工业大学;2002年
6 钱锦锋;逆向工程中的点云处理[D];浙江大学;2005年
7 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
8 谭晓波;摄像机标定及相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
9 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
10 林娜;激光视觉三维测量及其标定技术的研究[D];大连海事大学;2007年
【二级参考文献】
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1 毛炳祥,陈一如,李萍,张世英,齐全跃;反求工程中的若干问题[J];兵工学报;1997年04期
2 李擎,郑德玲,杨林浩;基于模糊遗传算法的混沌同步控制算法[J];北京科技大学学报;2001年02期
3 纪纯维,魏朋三;一种面向对象的参数建模方法及其实现[J];北京科技大学学报;1994年S3期
4 刘惠林,张同庄,丁洪生;3-RPR平面并联机构正解的吴方法[J];北京理工大学学报;2000年05期
5 李琼砚,陆际联;空间离散点曲面的疏密三角划分[J];北京理工大学学报;1997年05期
6 王登刚,刘迎曦,李守巨;非线性最优化问题的一种混合解法[J];工程力学;2001年03期
7 周受钦,谢友柏;特征及其应用[J];工程设计;2000年01期
8 黄雪梅,陈吉红,周济;空间三角形网格优化算法[J];工程图学学报;1999年01期
9 柯映林,应道宁;参数Bezier三角曲面的GC~1设计[J];工程图学学报;1995年02期
10 王平江,黄雪梅,陈吉红,周济;曲面激光密集测量三维数据的三角片逼近方法[J];工程图学学报;1998年01期
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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 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
3 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
4 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
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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
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
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1 郭朝勇;自由曲面的一种逆向工程方法[J];太原重型机械学院学报;1999年01期
2 刘建宾;柯亨进;王凤琴;;一种可并行逆向工程处理的设计模式[J];科技广场;2007年01期
3 徐翔;方建军;;汽车覆盖件曲面重构技术研究[J];科技信息;2008年33期
4 韩文蕾;王宇红;;传统制造业中逆向工程的合法性研究[J];科技进步与对策;2009年17期
5 李红莉;何柏海;郭恒亚;;逆向工程中曲面重构的应用软件研究[J];科技资讯;2009年01期
6 程晨;;浅析散乱点云数据的三角网格面重构[J];科技信息;2009年31期
7 谭伟涛;;车身逆向过程应用中的曲面光顺[J];科学大众(科学教育);2010年09期
8 郑亮,鞠鲁粤;自由曲面轮廓自适应对齐[J];上海大学学报(自然科学版);2005年01期
9 尹亚楠;袁清华;;车身逆向过程应用中的曲面光顺[J];科技信息(学术研究);2007年07期
10 刘志军;;基于三坐标测量机的点云数据测量规划研究[J];黑龙江科技信息;2008年20期
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1 张丽艳;庄海军;聂军洪;;基于海量数据测量的逆向工程与快速原型集成技术研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 臧加伦;;逆向工程概述及其在柴油机零件上的应用[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
3 伊启中;;Pro/ENGINEER软件在汽车覆盖件逆向工程中的应用[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
4 武记超;吴朝明;林海;;工业CT切片图像生成NC代码的方法研究[A];2006年西南地区第九届NDT学术年会暨2006年全国射线检测新技术研讨会论文集[C];2006年
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6 南亮亮;刘伟军;;逆向工程三维测量和数据处理[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
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8 尚广庆;孙春华;;基于逆向工程和生物力学特性的辅助医疗护具的开发[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
9 黄希;侯丽雅;章维一;;面向快速成型的逆向工程简介[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
10 吕杨;李超;;逆向工程之软件破解与注册机编写[A];全国计算机安全学术交流会论文集·第二十五卷[C];2010年
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1 赵晓涛;SafeNet发布HASP安全套件[N];网络世界;2009年
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3 本报见习记者  王林;实力传播启动INSIGHTS DNA项目[N];经济观察报;2006年
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5 凌玮;四个时间梯度控制电网安全[N];华中电力报;2008年
6 记者 蔡冲春;恒巨铝业蓄势待发[N];长白山日报;2007年
7 记者 冯竞;重庆启动制造业信息化工程[N];科技日报;2007年
8 深圳商报记者 肖晗;“博士后创新讲堂”场场精彩[N];深圳商报;2007年
9 董毅;GPS地图盗版规模超百亿 厂商洗牌在即[N];经理日报;2008年
10 郭以东刘晓;规避软件需求隐含的风险[N];计算机世界;2008年
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1 王宏涛;径向基函数和神经网络技术在逆向工程中的应用研究[D];南京航空航天大学;2006年
2 刘鹏鑫;基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 刘鹏鑫;基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 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
5 周天祥;逆向工程中数据分片及模型重建研究[D];浙江大学;2008年
6 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
7 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
8 付文宇;基于逆向工程的动脉瘤及支架的数值模拟研究[D];北京工业大学;2010年
9 刘大峰;基于点云的口腔修复体曲面测量与重建基础技术研究及应用[D];南京航空航天大学;2007年
10 王晓波;冠、桥及全口钛基托的激光立体成形制备研究[D];第四军医大学;2005年
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1 李红;基于逆向工程的拖拉机造型方法研究[D];河南科技大学;2011年
2 梁海波;逆向工程及PRO/E二次开发技术在坐便器中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
3 杜佶;径向基函数在逆向工程中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 黎波;面向再设计的逆向工程CAD建模技术研究[D];广东工业大学;2011年
5 赵艳平;逆向工程在摩托车覆盖件建模中的应用[D];西南交通大学;2006年
6 张俊杰;逆向工程中连续扫描测头的迭代数字化策略[D];天津大学;2004年
7 田稷;逆向工程CAD软件基本构架的研究与开发[D];新疆大学;2004年
8 钱锦锋;逆向工程中的点云处理[D];浙江大学;2005年
9 李文锦;Java程序中设计模式的抽取方法[D];吉林大学;2005年
10 薛斌杰;逆向工程中的数据处理研究[D];国防科学技术大学;2004年
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