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硕士论文-反求工程中复杂曲面重构技术研究，共64页，32838字
摘要
反求工程是从实体模型（零件）测得数据，构造出物体的 CAD 模型，进而将这些模
型用于产品的分析、复制及优化制造。相对于传统的正向设计方法，反求工程适用于在
只有产品或实物模型，没有产品图纸的条件下实现产品的制造。因此，反求工程技术在
机械、航空、航天、医疗等领域的应用日益广泛并得到了高度重视。本文在给定测量数
据基础上，通过获取特征截面线，在截面线基础上进行蒙面和在截面线之间进行三角细
化对复杂曲面进行重构等。
本文分析和比较了反求工程中常见的几种数据获取方法，介绍了数据测量技术及国
内外发展现状。由于曲面重构是反求工程重要的研究内容之一，本文从复杂曲面的构型
出发，对数据的测量、数据处理、特征截面线的提取及截面线之间三角网格划分方法、
网格的优化、曲面的重构等技术进行了研究，进一步丰富和发展了反求工程的有关内容。
本文的主要研究内容如下：
1、对点云数据截平面的生成、特征截面线的提取、截面线分割以及基于截面线的
曲面重构技术进行了研究，并给出适合该理论的算法。
2、对于一些要求较高的曲面，给出了截面线间三角化网格理论和方法：即直接利
用截面线生成实体不能达到预期精度时，通过网格细化截面线间的数据点，进行曲面的
重构，包括三角化思想，三角化过程，三角网格的优化方式和算法等。
3、对于不同曲率的曲面分别进行了讨论和分析，找到了适应不同曲率的表面算法。
本研究工作丰富和发展了复杂曲面重构理论和方法，将有力推动复杂曲面重构技术
的应用和发展。
关键词：数据处理、曲面重构、点云
目 录
摘要..............?
英文摘要........ ??
1 绪 论........... 1
1.1 课题研究的意义....... 1
1.2 反求工程概述........... 1
1.2.1 反求工程基本概念 1
1.2.2 反求工程关键技术 3
1.2.3 反求工程的应用领域............ 4
1.3 国内外反求工程技术研究现状及发展趋势 ........... 5
1.3.1 国内外反求工程研究的现状 5
1.3.2 反求工程技术的发展趋势.... 6
1.4 本文主要的研究工作............... 6
1.5 本章小结... 7
2 反求工程中数据获取及处理技术............. 8
2.1 点云数据的获取....... 8
2.1.1 非接触式测量........ 9
2.1.2 接触式测量............ 9
2.2 测量数据的处理..... 11
2.2.1 数据最优区域找寻.............. 12
2.2.2 测量点的分类及处理.......... 14
2.3 本章小结. 18
3 基于特征截面线的曲面重构技术........... 19
3.1 获取截面线点云数据............. 19
3.1.1 截平面的确定...... 19
3.1.2 截面线上数据点的获取...... 21
3.2 生成特征截面线..... 24
3.2.1B 样条曲线的基础知识 ....... 24
3.2.2 利用参数法构造插值曲线.. 25
3.2.3 三次 B 样条插值曲线 ......... 26
3.2.4 获得光滑曲线实例.............. 29
3.3 基于特征截面线的曲面重构. 29
3.3.1 曲面重构.............. 29
3.3.2 精度的检测.......... 31
3.3.3 应用实例.............. 32
3.4 本章小结. 32
4 基于平行截面间三角网格的曲面重构... 33
4.1 基本思想. 33
4.2 实现方法. 35
4.2.1 基础知识.............. 35
4.2.2 三角化过程.......... 35
4.2.3 三角划分后的优化.............. 38
4.3 曲面的拟合............. 41
4.3.1 曲面曲率简化方式.............. 41
4.3.2 曲率变化大处曲面拟合...... 41
4.3.3 曲率变化小处曲面拟合...... 43
4.4 重构出的曲面和实体............. 44
4.5 本章小结. 45
5 结论与建议............... 46
5.1 结论......... 46
5.2 存在的不足............. 46
5.3 建议......... 47
参考文献....... 48
附录........... 51
致谢........... 52
导师组意见... 53
学位论文独创性声明及学位论文版权使用授权书... 54