逆向工程曲面重构中建摸策略的研究

通过对实际产品反求过程中曲面重构技术的研究,提出了基于曲面特征的曲面建模策略和基于截面线特征的曲面建模策略,并对其在CAD模型重建中的具体应用进行了分析,为逆向工程建模提供理论指导,以提高反求工作的效率。     

NURBS曲面建模在产品创新设计中的应用

介绍了NURBS曲面建模技术在产品创新设计中的应用，NURBS曲线和曲面及其性质。讨论了基于NURBS曲面建模技术的产品创新设计中特征曲面数据的获取及其优势。最后以一辆雪地车的创新概念设计为例，紧密结合专业工业产品造型设计软件Rhinoceros深入讨论了NURBS曲面建模技术在产品开发过程中实际应用过程，并对其车身造型曲面进行了特征分析。最终通过UG的NURBS功能重构曲线将其转换为三维数字化制造模型。     

斜等距曲面及其在异形曲面加工中的应用

针对异型曲面的加工问题，引入了斜等距曲面的概念，并对其性质进行了分析，建立了锥状刀具磨削异型曲面的数学模型。根据被加工的曲面特征，通过计算机模拟其加工过程，来寻求最优的刀轴运动轨迹和刀具几何特征参数。     

基于二维几何特征的轿车车身三维造型设计

针对某型号轿车二维造型图,提出一种基于二维几何特征的轿车车身三维造型设计方法.利用CATIA V5软件中的sketch tracer模块获得几何特征曲线,结合产品外形情况,进行三维建模.探讨轿车车身曲面分块方法及其涉及的关键技术,总结出轿车车身创新设计的一般思路和方法:先将二维图导入CATIA软件形成车身外形图体系,然后对车身曲面分块,再进行车身各独立曲面的造型设计,最后装配在一起,形成车身整体曲面.该方法简化了设计过程,缩短了产品开发周期.     

逆向重建中B样条曲面过渡/微调精简方法

为提高逆向工程中点云数据精简与重构的精度和效率,改进B样条曲面拟合在曲率精简和曲面重构中的应用问题.对逆向工程中的3维扫描技术、3维设计、点云数据的精简及模型重构做了深入细致的应用研究.提出一种基于B样条曲面过渡/微调精简算法,将该研究应用于叶轮的逆向制造中,通过3维扫描获得曲面重构点云数据,将点云数据合理拼合封装与精简,进行曲面重建和3维再设计,同时分析产品的光顺性和精度,并利用快速成型机打印出产品模型样件.研究结果表明该方法既高效提高了曲面建模效率,又改善了逆向建模精度.      

利用Geomagic软件重建玩具模型过程中的曲面拟合实例

随着逆向工程在产品设计制造领城的广泛应用,逆向过程中对曲面重建的方法研完越来越受到重视.该文重点研究了重建过程中的曲面拟合技术,利用Geomagicr软件,对已进行过数据预处理后的圣诞老人玩具模型手动编辑曲面片,井应用曲面拟合技术进行实际操作.经过误差分析,生成的样条曲面拟合精度高,适合于该模型的曲面拟合.     

基于无动力排风扇叶片曲面逆向工程技术研究

随着测量技术和计算机技术的发展，利用逆向工程技术对产品进行建模、仿真、优化及新产品开发成为现代设计的一大特点。本文通过对无动力排风扇叶片曲面的反求，阐述了逆向工程的基本概念、测量数据的预处理技术、模型重建等，并对逆向工程的未来趋势进行了展望。     

基于三角基曲面拟合后视镜的数学建模与仿真

针对后视镜曲面光滑度高的特点，提出采用基于三角基线性分布计算法的曲面拟合技术拟合后视镜，并给出了曲面拟合后视镜流程．首先通过测量得到后视镜的数据，然后根据数字化离散点的三维坐标及各点的法矢量．利用后视镜表面的几何特征拟合计算目标函数．利用Matlab仿真对三角基曲面拟合和最小二乘法拟合进行了比较．结果表明，采用三角基曲面拟合的曲面更光滑，可以用于后视镜拟合．通过拟合得到的曲面几何参数可以为后视镜模型设计打下基础．     

基于Imageware的汽车灯罩复杂曲面反求设计

利用逆向软件Imageware对汽车灯罩点云数据进行处理,划分特征线网格和曲面重构,对重建的三维模型与原始点云进行了误差检测,最终的封闭曲面可通过IGES格式传输到通用商业CAD/CAM软件。讨论曲面反求设计主要涉及的技术问题,以及利用逆向工程技术检测曲面拟合精度的方法。逆向技术缩短了灯罩的开发周期,节约了灯罩造型设计成本。     

Rhino建模软件在产品渐消曲面造型设计中应用研究

为了提高产品渐消曲面造型设计的效果,提出基于视觉表达和曲面融合的产品渐消曲面造型设计方法,基于Rhino建模软件进行产品渐消曲面造型设计的视觉传达设计,构建产品渐消曲面造型视觉表达模型,采用图像视觉成像方法进行产品渐消曲面造型设计过程中的图像融合和滤波处理,提取产品渐消曲面造型视觉图像的边缘轮廓特征量,采用模板分块匹配方法进行产品渐消曲面造型的分块模板匹配设计,建立产品渐消曲面造型视觉优化控制模型,结合分块融合匹配方法实现产品渐消曲面造型优化设计。在Rhino建模软件中进行产品渐消曲面造型设计的仿真实验,仿真结果表明,采用该方法进行产品渐消曲面造型设计的效果较好,视觉传达能力较强。     

基于形状约束的曲面重构及应用

针对三维数据点重构自由曲面的光顺问题,探讨了一种基于形状结束的曲面重构技术。该技术基于能量优化思想,以物理变形能模型为目标函数,通过引入控制曲面形状的几何约束,从而实现曲面的三维重构。该方法不仅有利于重构曲面与CAD／CAM系统的接口,而且有利于产现设计、制造、检测一体化。     

三维IFS分形插值逆问题的局部迭代算法

研究了三维IFS分形插值逆问题及其在三维曲面重建中的应用．采用具几何意义的简洁迭代格式，简化了压缩变换组中使用的分形参数和计算环节；提出了一种局部迭代算法，解决了利用拼帖定理确定分形参数时出现的无法分离求解问题，可以逐步收敛到最优解．针对三维地表重建的实验结果表明，该算法在重建质量和计算时间上有很好的实用性．     

基于网格模型的光滑B样条曲面重建算法

提出并实现了一种基于网格模型的光滑B样条曲面重建方法.首先研究并实现了网格模型上特征线的定义和优化方法,在此基础上提供了多种交互式编辑工具,使用户可以方便地构建出符合原始设计意图的四边界区域拓扑模型;最后在综合考虑拟合精度、光顺性和连续性等条件下实现了B样条曲面的光滑拟合.实验证明算法的效率和曲面拟合质量都能较好地满足反求工程的要求.     

三轴数控平面磨床几何精度分析与稳健设计

为了经济合理地分配三轴数控平面磨床零部件几何精度,提出了一种几何精度分析设计的方法.针对磨床具体结构,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立了磨床几何误差传递模型,并通过试验验证了该模型具有理想的预测性能;根据误差传递模型,运用正交试验设计和参数试验的试验设计方法分析识别了影响磨床加工精度的11项关键几何误差因素;基于稳健设计理论,在成本分析和误差溯源基础上,建立了11项关键几何误差因素下的磨床成本-质量模型,并运用该模型对关键几何误差因素的公差进行了稳健设计.研究结果表明:上述方法能实现对磨床几何精度的经济合理的分配.     

自由曲线曲面重构的数据结构设计

自由曲线曲面重构的数据结构设计是开发逆向工程软件的关键技术之一，该文以MFC(微软基础类库)为基础，研究了基于四边域参数的B-Spline和NURBS曲面重构的数据结构设计的原理、方法及应用，它包括4个部分：点云的数据处理、曲线曲面的反求、矩阵方程解法的组织和曲面的OpenGL显示，实践表明，利用这种方法可以构造简洁的数据结构和高效的曲面反求算法，以解决计算精度和速度问题；利用OpenGL的硬件加速功能可以解决显示速度及质量问题。     

表面微加工MEMS三维模型的局部变动

现有的微机电系统（MEMS）设计中缺乏面向优化的MEMS器件变动方法。针对表面微加工MEMS,在可制造性分析的基础上提出了表面微加工MEMS三维模型的局部变动方法。该方法首先在表面微加工MEMS三维模型上选定设计关注面,设计人员对所选定的设计关注面进行变动操作;变动设计后根据变动类型基于可制造性分析自动映射和传播变动到...     

齿轮曲面倒角刀具几何建模与调整仿真

针对齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题——成形刀具设计困难和加工过程中刀具的位姿调整费时费力,分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工的几何模型,推导出刀具刀刃回转面的几何模型和数学表达式,为刀具设计提供了理论基础．同时进一步简化了刀具的几何模型,以便于成形刀具的设计与刀具调整．在Pro／Engineer环境下,应用Pro／TOOLKIT开发工具,开发了刀具参数计算及仿真系统,为刀具的设计及倒角加工刀具位姿的调整提供软件工具支持．     

基于生成对抗网络与噪声分布的图像超分辨率重建方法

现有的图像超分辨率重建方法都较少考虑真实低分辨率图像中包含的噪声信息,因此会影响图像的重建质量.受真实图像去噪算法的启发,本文引入一个噪声分布收集网络来收集低分辨率图像的噪声分布信息,并采用生成对抗网络的模型设计,提高含噪声图像的重建质量.噪声分布信息会分别输入到超分辨率重建网络和判别网络,在重建过程中去除噪声的同时保证有用高频信息的恢复,另外由于判别网络的能力对整个模型的性能有着重要影响,选择使用 U-Net 网络来获得更好的梯度信息反馈.与经典图像超分辨率重建算法的对比以及消融实验表明,使用噪声收集网络和 U-Net 判别网络后,本文模型在噪声低分辨率图像重建任务中获得了更好的性能.     

排球扣球动作的三维手势重建系统设计

为了精确、快速、低成本地获得运动员的排球扣球动作三维手势模型并对其进行数字化模拟,需要对排球扣球动作的三维手势进行重建系统设计。传统的基于多台Kinect的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先使用两台Kinect分别采集运动员排球扣球动作二维手势图像的点云数据,通过标定得到两台Kinect采集到的排球扣球动作二维手势图像姿态关系;然后基于标定结果,使用迭代最近点算法对两部分排球扣球动作三维手势图像的点云数据进行配准得到完整的排球扣球动作三维模型。存在重建成本高,噪声干扰严重导致重建系统失真严重的问题。为了降低噪声干扰,提高重建精确度,降低成本,提出一种基于立体视觉的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先通过传感器或摄像机等设备获取排球扣球动作二维手势图像,并对其进行平滑去噪;然后采用基于2D平面标靶的标定原理,建立摄像机成像的排球扣球动作三维手势图像几何模型并获得其参数;最后利用双目立体视觉算法实现对排球扣球动作三维手势图像的特征提取与匹配,完成三维手势重建。实验结果分析证明,所提方法可以提高排球扣球动作三维手势重建效率,提高重建精确度,降低噪声影响,具有更加广泛的使用价值。     

图像合成在超声兰姆波层析成像中的应用

在兰姆波层析成像中, 由于数据采集系统结构的局限性，致使所得数据不完全，从而引起重建图像的质量下降.图像合成是一种重要的增强图像信息的方法.将图像合成技术引入兰姆波层析成像中，在不同换能器布置方式下对含缺陷板材进行采样，并利用联合迭代重建(SIRT)算法重建缺陷，然后使用均值合成、平方根均值合成和几何均值合成法分别对所获得的图像进行合成.实验结果显示，合成之后的图像视觉上更接近于缺陷的真实形状，而通过对图像质量参数的定量化分析进一步证实了合成之后的图像质量得到显著改善.