三维曲面重构技术

针对主动式光学三角法原理的线结构光三维视觉测量系统采集得到的大量散乱数据，研究了一种结合三角Bezier曲面造型和传统NURBS曲面造型技术的实用曲面重构算法，同时给出了多视图数据的曲面匹配算法。  

反求工程中散乱点云数据的自动分割与曲面重构

提出了一种在反求工程中对散乱点云数据进行自动分割与曲面模型重构的方法．建立了散乱点云数据之间的拓扑信息，对点云数据进行三角剖分重构网格曲面模型．基于网格曲面求解点云数据的曲率极值，提取边界点云，进一步拟合成边界曲线．利用边界曲线将整个点云自动分割，每一片点云采用二次曲面或自由曲面进行拟合，对于二次曲面可以根据参数自动确定曲面类型，最终得到完整的CAD模型．用一个鞋跟模型的实例证明了该方法的有效性．  

反求工程CAD建模技术

在综合介绍目前反求工程的CAD建模技术的基础上，提出一种实用的基于实物样件获取产品数学模型的CAD建模技术，结合对实际工业产品的反求过程，全面介绍了该技术中的表面数字化、散乱数据误差修正、散乱数据规则化、曲面重构、CAD建模等过程的技术要点，应用结果表明：该CAD建模技术实用，有效，能够有效避免产品反求过程中曲面畸变、干涉等变形的产生，生成的数学模型光滑、连续、几何信息完整；在数控加工和反求工程中有着广阔的应用前景，是推行并行工程的重要基础和支撑技术，同时，由于该技术的实施能在很短的时间内复制实物相提并论件，因此在实际应用中具有广为推广应用的价值。  

基于快速原型的个体匹配骨骼造型方法

为了改进个体匹配骨骼的设计与制造的速度和精度，缩短病人的等待时间和提高骨骼外形的匹配程度。采取不经过曲面重构而直接利用快速原型完成人工骨骼模型的造型方法，即直接将患者骨骼的断层图像数据转化为快速原型分层制造的轮廓数据格式，并快速制造骨骼的实体原型，而对其形状的修改和编辑是在实物原型上进行的。研究结果表明，这种方法具有速度快、严谨高的特点，能很好地满足个体匹配骨骼对设计制造的速度和精度的要求。  

逆向工程技术及其应用

逆向工程技术在激烈竞争的全球化市场中起着重要的作用，利用这一技术可以缩短产品从设计到制造的时间，从而可以提高产品在国际市场上的竞争力。本文简要介绍了逆向工程的定义、曲面数字化和曲面重构方法以及逆向工程的应用，最后给出了利用机械接触式三坐标测量机对摩托车整车外形进行数据测量的规划并在此基础上实现的曲面重构。  

基于点云数据复杂曲面产品的快速开发

重点以三维反求工程为基础，详细地研究了复杂曲面产品的快速开发方法，提出了基于点云数据的STL（STereoLithography)快速重构，有限元网格划分，结合快速成型及计算机辅助工程（CAE）等技术，大大加速了对具有复杂曲面的产品，如汽车覆盖，塑胶产品模具，个性化人体骨等的设计与制造速度，也避免了繁杂的曲线曲面重构。通过实例，验证了所提出的方法不仅简便易行，而且也能满足模具设计制造的精度要求。  

散乱数据点云边界特征自动提取算法

提出一种散乱数据点云边界特征自动提取算法,该算法采用R* -tree动态空间索引结构组织散乱数据点云的拓扑关系,基于该结构获取采样点的k近邻点作为局部型面参考数据,以最小二乘法拟合该数据的微切平面,并将其向微切平面投影,根据采样点与其k近邻所对应投影点连线的最大夹角识别散乱点云边界特征.实例验证该算法可快速、准确地提取散乱数据点云的边界特征.  

逆向工程中关键技术的研究现状和发展趋势

随着计算机和自动化测量技术的高速发展，逆向工程已经成为以实物为研究对象，利用计算机技术进行产品仿制及新产品开发的技术手段，其关键技术有产品数字化技术、数据处理技术、曲面重构技术等。本文对这些关键技术的研究与应用现状情况进行了综述，并对其发展方向进行了探讨，认为对于产品的数字化应引入实物测量的智能化概念，以提高数字化的准确性和效率；对于数据预处理应该针对测量数据的后续要求来选择算法；至于曲面重构应更多的从实物的整体特征来把握。  

一种基于二维局部Lagrange插值的曲面重构算法

在拉格朗日插值理论的基础上，给出了一种基于局部二维拉格朗日插值的曲面重构算法，并讨论了重构曲面的连续性，从理论上保证了重构曲面的光滑性，为了更好地评价此算法的性能，选择可用数学表达式表达的曲面作为重构对象，实验结果表明：此算法在保证重构精度的前提下，减少了重构的时间。