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《河南工业大学》 2010年
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基于逆向工程的三维人脸建模与数控加工研究

张红静  
【摘要】: 人脸是高曲率且特殊的曲面,三维人脸模型的构建是计算机图形学的研究热点,三维人脸建模在医学和整形方面、工艺品造型方面、考古方面都发挥着重要的作用。应用逆向工程技术对三维人脸模型重构,结合CAD/CAM技术与数控加工技术实现模型的制造。该研究也对其他复杂曲面的造型和加工都有着非常重要的意义。 论文采用结构光3DSS三维扫描仪测量人脸点云数据,针对人脸的特性,研究适合于人脸表面数据测量的策略;对采集的点云数据选取不同的基准参考点进行拼合与实验对比,得出点云数据对齐时选取三基准点要遵循的原则;探讨了多视点云数据的拼合与数据精简的关系,采用不同的方法进行数据精简,并对结果作出评价。 在三维人脸模型重构方面,采用三角剖分算法直接对人脸模型三角网格化处理,针对人脸特征修补网格化后的孔洞;重点从曲面片数量及轮廓线出发对比分析了四种方法构造的曲面片质量,并评价其曲面片和轮廓分布特点;研究通过模型3D对比,分析曲面建模的精度,得到的三维人脸模型满足CAD/CAM系统的要求。 在数控加工方面,分析了三维人脸模型的数控加工工艺特点;分析并确定粗加工、半精加工、精加工铣刀半径;精加工时,通过计算残留高度并仿真验证确定跨度值;介绍刀轨生成方法,并在各个工序中采用不同的方法进行加工仿真,尤其是对精加工采用六种不同的刀位轨迹生成方法线框图模拟,以获得最优的走刀方式。 最后将各工序阶段应用VERICUT进行图形仿真,并检验欠切与过切,分析欠切残留点报告,得到残留点多分布于倾斜角度较大的曲面上,对残留点的偏差值较大的点进行手工修改,生成相应的NC程序。
【学位授予单位】:河南工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
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