| 【中文题名】 | 自由曲线曲面重构系统关键技术的研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-10 |
| 【中关键词】 | 逆向工程,曲面重构,点云数据,IGES,OpenGL, |
| 【英关键词】 | Reverse engineering,Surface reconstruction,Cloudy data,IGES,OpenGL, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械设计、计算与制图>机械设计>> |
| 【论文摘要】 | 在工程领域中，逆向工程日益受到重视并得到广泛应用。它为消化和吸收先进技术、借鉴其设计思想，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品提供了一种有效的手段。由于自由曲面的形状复杂，自由曲面的重构一直是逆向工程的研究热点和难点之一。
本论文以激光扫描法获取的点云数据为研究对象，着重在点云数据的预处理、曲面重构方法、IGES接口以及真实感图形显示方法等几个关键技术环节进行了深入的研究和讨论。本论文主要完成的工作有以下几点：
(1) 对数据的预处理主要从点云数据的噪声点处理、数据压缩处理、数据的区域分割及数据的光顺处理等几个方面进行了深入研究。提出了先加权中值滤波再小波包滤波的混合滤波法减小噪声点误差、基于曲率变化的数据压缩方法、加权均值曲线光顺法。文中详细叙述了其原理和算法步骤，并通过实例验证了所提方法的有效性。
(2) 在深入研究相关文献的基础上，提出了均匀三次B-spline曲线反算的快速算法。在Matlab中编程实现，大大降低了程序的复杂性和提高了运算效率，并使重构所得曲线的两个端点处曲率不为零，至少满足了一阶连续。最后阐述了曲面重构的过程，并对所重构曲... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-6 |
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目录 |
6-8 |
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第一章 绪论 |
8-20 |
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1.1 课题研究的意义 |
8-10 |
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1.2 自由曲面重构工程的研究现状 |
10-19 |
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1.2.1 自由曲面测量方法 |
10-14 |
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1.2.2 曲面重构技术综述 |
14-19 |
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1.3 本论文所做的工作 |
19-20 |
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第二章 数据点的预处理 |
20-45 |
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2.1 测量数据分析 |
20-21 |
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2.2 测量数据的噪声点处理 |
21-27 |
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2.2.1 “点云”数据的数学模型分析 |
21 |
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2.2.2 噪声点处理方法 |
21-27 |
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2.3 测量数据的精简 |
27-36 |
|
2.3.1 “点云”数据的压缩算法研究 |
27-33 |
|
2.3.2 “点云”数据的区域分割 |
33-36 |
|
2.4 “点云”数据的光顺处理 |
36-43 |
|
2.4.1 光顺原理 |
37-39 |
|
2.4.2 光顺算法 |
39-42 |
|
2.4.3 光顺实例 |
42-43 |
|
2.5 本章小结 |
43-45 |
|
第三章 曲面重构方法的研究 |
45-59 |
|
3.1 B-spline理论概述 |
45-48 |
|
3.1.1 B-spline曲线方程及定义域 |
45-47 |
|
3.1.2 B-spline曲面方程 |
47-48 |
|
3.2 曲线曲面重构方法研究 |
48-54 |
|
3.2.1 B-spline曲线的反算 |
48-52 |
|
3.2.2 B-spline曲面的反算 |
52-54 |
|
3.3 重构曲面的精度评定 |
54-56 |
|
3.3.1 重构曲面精度评定的方法和指标 |
54-55 |
|
3.3.2 实例验证 |
55-56 |
|
3.4 曲面拼接 |
56-57 |
|
3.4.1 曲面片间的拼接 |
56-57 |
|
3.4.2 拼接曲面间的缝合 |
57 |
|
3.5 本章小结 |
57-59 |
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第四章 IGES数据接口 |
59-67 |
|
4.1 IGES标准 |
59-60 |
|
4.2 IGES的作用和文件构成 |
60-61 |
|
4.3 IGES文件的数据记录格式 |
61-64 |
|
4.4 IGES文件的读写 |
64-66 |
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4.4.1 IGES文件的读取 |
64-65 |
|
4.4.2 IGES文件的写入 |
65-66 |
|
4.5 本章小结 |
66-67 |
|
第五章 OpenGL在曲线曲面拟合中的应用 |
67-86 |
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5.1 OpenGL概述 |
67-68 |
|
5.2 OpenGL的基本工作流程 |
68-69 |
|
5.3 利用OpenGL求值器进行曲线曲面拟合 |
69-80 |
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5.3.1 OpenGL求值器的介绍 |
69-71 |
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5.3.2 利用OpenGL实现图形的显示及曲线曲面的拟合 |
71-78 |
|
5.3.3 利用OpenGL实现真实感效果 |
78-80 |
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5.4 应用实例介绍 |
80-85 |
|
5.5 本章小节 |
85-86 |
|
第六章 总结和展望 |
86-88 |
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6.1 总结 |
86-87 |
|
6.2 展望 |
87-88 |
|
参考文献 |
88-95 |
|
致谢 |
95-96 |
|
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
96 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.91429 |
