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。     

基于点云数据的汽车密封条的曲面重构

逆向工程是现代制造技术的重要发展方向之一，结合汽车密封条逆向开发的特点，在汽车密封条的逆向开发中，重点探讨了基于点云数据来重构汽车密封条曲面的方法，提高了产品的精度和开发效率。     

基于水平集的散乱数据点云曲面重构方法

提出了基于最小能量约束的水平集重构方法，用以解决由三维数据点云自动重构复杂拓扑结构物体模型的问题．其基本思想是将重构曲面看成是一个定义在三维空间的可变形封闭曲面，在曲面自身几何特征以及目标模型力的作用下，逐步逼近目标模型，其演变过程同时也是曲面能量逐步减小的过程．采用偏微分方程来表示曲面能量最小化的过程，将曲面进行三维空间网格划分，采用快速扫描法将三维数据点云转换为有符号的距离场，并给出了离散偏微分方程的数值解法．实验表明，基于水平集的三维曲面重构方法能够从初始表面自动收缩到目标模型，而且能够适应任意拓扑结构的复杂物体．     

基于RPM的水轮机叶片复杂曲面制造技术

针对传统的木模铸造方法在制造水轮机叶片时存在精度差、周期长、成本高等缺点，提出了基于RPM技术制造具有复杂曲面水轮机叶片的新方法。该方法首先应用非均匀有理B样条理论进行水轮机叶片的整体造型，实现了叶片的数字化表示，在此基础上利用自由曲面和解析曲面的求交方法对叶片数字模型进行切片分层，最终实现在成型机上层积制作原型。实例分析表明，该方法能够克服传统制造方法的不足，有明显的优越性。     

三维点云数据在工程车辆零件曲面重构中的处理与应用

本文结合CATIA软件,通过三维点云数据的采集,点云处理,曲面重构,最终生成工程车辆车桥桥壳的三维CAD模型,本文阐述了逆向工程中高精度曲面重构的一些关键技术。文章中提出的点云精简、分割、曲面重构方法有效地提高了曲面的重构精度,为产品的后期处理、修整以及模具设计加工带来极大的便利。     

激光扫描点云数据的NURBS曲面重构技术研究

利用激光扫描系统采集的点云数据具有在某一维上不变的特点,提出了基于NUBRS重构曲面的方法.在原始点云数据预处理上,采用删除非曲面上的点云数据、拼接、排序和点云数据切片等方法,利用最小二乘非均匀B样条法对切片点云数据进行光滑和必要的数据插补,并经二次采样后得到重构曲面的数据.以鼠标表面的重构过程说明了该方法的有效性和实用性.图4,参7.     

回转窑点云数据的曲面重建

针对形体较大、形状较规则的回转窑,很难用传统方法对其进行测量,可以采用三维激光扫描技术获取其点云数据,用逆向工程Geomagic软件对点云数据做建模处理,方便后续应用.针对某回转窑,阐述如何用Leica三维激光扫描仪获取其点云数据,然后用逆向工程软件Geomagic实现曲面重建和精度分析的具体过程.     

基于弦长参数的NURBS曲面设计

采用里森费尔德方法计算型值点间的弦长值，以此作为主要参数构造节点矢量，实现了用NURBS工具精确建模和自由曲面设计的目标，在此基础上，利用VC^ 开发自由曲面造型模块，根据输入的控制点自动生成NURBS曲面，并能实现曲面形状交互式修改。     

基于显像管玻壳的曲面造型技术

机载CRT玻壳曲面是一个较为复杂的曲面,其造型的质量,直接决定着模具加工的质量,造型表面的光顺程度又对其基体的应力分布状态有着重要的影响,因此说,机载CRT的曲面造型技术是设计制造中的重要一环.在国家重点工程项目的基础上,研究了玻壳设计过程中的曲面造型方法,提出了造型领域点自由的概念,实现了基于玻壳模型特点的曲面光顺的目的.     

自由曲面检测中点云偏差色斑图的显示

针对基于实体CAD模型的数字化检测过程中可视化偏差表示的效率问题,提出了一种采用K-D树的近似偏差可视化表达方法.与点到自由曲面精确偏差表达不同,首先对待测CAD模型曲面进行指定尺度的离散,形成CAD模型点云数据.然后,利用K-D树的分治搜索策略,使点与面距离计算近似地表达成点与点的距离计算,使算法的运算复杂度由O(N3)降低为O(N2logN),其表达精度达到全局性观测的目的,并在ACISRⅡ与HOOPS800图形平台上通过结点颜色插值实现点云色斑图的显示.最后,以某型号车灯零件为例进行验证,取得了较好的效果.     

汽车车身曲面点云数据分割方法的研究

车身曲面是由多张曲面经过延伸、过度、裁剪拼接而成,直接对测量获得的车身密集点云数据进行曲面拟合非常困难,需要对点云数据进行区域分割.探讨了点云数据的常用分割方法,结合车身曲面特点,研究并实现了一种点云分割的算法-基于平面度的直接分割方法.该方法通过最小二乘拟合平面法矢量夹角的均方差值来搜索具有几何相似特性的连续曲面片,将不同性质的曲面片分块保存.并结合ATOS测量设备得到的车身曲面点云数据,给出不同的实例,证明了该方法的有效性.     

基于CATIA的逆向工程的曲面重建

文章介绍了逆向工程技术的定义,系统地研究、分析了逆向工程的工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分;以鼠标外壳模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CAT-IA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,最终生成鼠标外壳的实体模型;说明了逆向工程的整个设计应用流程。     

海量数据点在UGII中的显示技术

基于UGII系统的二次开发工具及C 的纯虚函数,实现了作为UDO对象的海量数据点在UGII中的显示技术.应用实例表明:该技术可行、有效,很好地解决了UGII系统不能处理海量数据点的问题,为在UGII系统中开发海量数据处理模块奠定了基础.     

激光扫描点云数据预处理技术研究

激光扫描系统得到的点云数据，密度大，包含有大量的冗余数据。针对这种数据的特点，对切片上的点云数据，提出了给定误差下的最小二乘非均匀B样条拟合法压缩点云数据的方法；对切片数目的精简，提出了累加弦长，并等分弦长，然后反算等分点在总弦长的位置来精简切片数目的方法。通过实例验证表明，该方法对点云数据处理的灵活性和适应性都较好，能够满足曲线和曲面重构的要求。     

反求工程中散乱点云的数据预处理技术

提出了一种基于散乱点云的数据预处理方法.该方法包括四个部分:对散乱点云进行Dirichlet域分割并在此基础上进行三角剖分;在各个三角域中寻找中心点,以其为原点建立局部坐标系并采用正态分布模型进行噪声点删除;利用在三角网格上构建B-B曲面进行数据平滑处理;对漏测的数据点进行补全处理.数据点经过上述处理后能基本满足后续的曲面曲线的重构要求.     

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。     

零件曲面的Geomagic Studio重构

利用Geomagic Studio软件对扫描获取点云数据进行点云的拼合、精简、除噪、曲面拟合以生成零件的曲面模型。实践证明该软件可以快速生成高精度的曲面模型。     

基于样点拓扑近邻的散乱点云曲面拓扑重建

提出一种基于样点拓扑近邻的散乱点云曲面拓扑重建算法,对点云数据构建动态空间索引结构,采用动态扩展空心球算法查询样点k近邻,通过对样点的k近邻数据进行偏心扩展和自适应扩展获取样点的拓扑近邻参考数据,从中查询样点的拓扑近邻,从样点的同层拓扑近邻中获取符合Delaunay条件的匹配点,生成局部Delaunay三角网格,并通过增量扩展实现整个散乱点云的曲面拓扑重建.实例证明,该算法可对无隙、有边界等任意模型的散乱点云进行合理的曲面拓扑重建,有效解决了r-dense恰当采样点云中非均匀区域易产生非工艺孔洞的问题.     

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。     

UG二次开发中的点云滤波预处理方法和实现

通过UG与Matlab软件的结合,解决UG在逆向工程技术中需要借助他方软件进行点云滤波等预处理的现状.将预处理分为排序、精简、平滑滤波三个步骤,对每一步骤设计可行的算法,利用UG/OpenAPI开发应用接口实现整套算法功能.突破UG可开启文件格式的限制,实时地显示去噪、滤波的效果.实验结果表明,该方法能够提升UG在逆向工程中的应用前景.