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逆向工程关键技术研究与应用

常清  
【摘要】: 逆向工程是数字化产品开发方法之一,它极大地缩短了产品的开发周期,提高了产品精度,是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。目前逆向工程的主要研究领域集中在两大方面,一方面是对逆向工程中的关键技术的研究,包括数据获取、数据处理以及三维模型重建。数据获取是逆向工程的前提和基础,数据处理是逆向工程中的关键环节,它的结果将直接影响后期模型重构的质量,实体模型重建是逆向工程的最终环节;另一方面是逆向工程集成系统的研究,主要内容集中在逆向工程各个环节的集成,通用软件的开发。本文的研究范畴集中于数据处理与模型重建,同时开发Oper3D软件系统,使二者统一。 本文首先分析了逆向工程中数据处理的规划和大致过程,阐明了本文的研究对象是扫描线数据点云,以及开发逆向工程数据处理系统软件。 其次对软件系统处理中的几大关键技术作了分析和研究,实现了软件系统功能,其中主要包括扫描线点云的读取,图形显示,图形旋转,图形缩放;同时分析了扫描线数据的点云噪声去除、点云精简和点云边界特征线提取技术,提出了逆向工程数据处理方法,其中点云去噪采用观察法和偏差过滤法相结合的方法,点云精简采用最小距离法和人机交互相结合的方法,点云边界特征线提取采用经纬线扫描方法;在研究传统的三维模型重构方法的过程中,找出了适合自己的三维模型曲线重构思想和解决方法,利用曲线插值方式,实现点云B样条曲线重构;最后以机床球头铣刀为例验证了系统功能,得到了满意的逆向工程数据处理结果,实现了B样条曲线重构。 最后在总结全文工作的基础上,指出了逆向工程中尚需进一步研究的几项关键技术。


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