反求工程cad建模技術(shù)探討(編輯修改稿)
2025-07-13 07:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 品創(chuàng)新設(shè)計的渴望,有關(guān)反求工程CAD系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化研究存在著巨大的商業(yè)機(jī)遇,是我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其是軟件產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向之一.3 反求工程CAD建模關(guān)鍵性研究內(nèi)容的分析回顧國內(nèi)外在反求工程CAD建模領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,存在的問題還很多:一方面,有關(guān)“點云”數(shù)據(jù)造型問題的理論研究還不夠系統(tǒng)、全面,針對“點云”數(shù)據(jù)處理和曲面造型的方法需要改進(jìn)或提高其可操作性。另一方面,已有的商業(yè)CAD系統(tǒng)不能接受這類“點云”,或本身功能不全面,遇到的主要問題包括:數(shù)據(jù)預(yù)處理可視化程度低。操作對象主要是來源于“點云”的點和線,缺乏對曲面尤其是特征曲面或?qū)嶓w的直接運(yùn)算。分塊NURBS曲面構(gòu)造過程中,相鄰曲面之間的光滑拼接和保形條件難以達(dá)到或根本達(dá)不到要求。在NURBS曲面重構(gòu)中,缺乏對曲面的特征識別,直接影響反求模型的保形性或微分性質(zhì),難以滿足外形美觀要求高的產(chǎn)品設(shè)計的需求。重構(gòu)曲面與原始數(shù)據(jù)之間的誤差分析和評價要求更直觀、形象。缺乏變形設(shè)計和修改等重要的修形設(shè)計理論和功能[8—13].針對曲面反求重建中的這些問題,本文總結(jié)并歸納出下列需要進(jìn)一步探討的內(nèi)容. “點云”數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)在解決復(fù)雜表面零件的反求工程CAD建模問題上,目前普遍采用效率較高的表面測量技術(shù),如:非接觸式激光掃描測量(線掃描或點掃描),基于照相原理的局部快速拍照測量,“點云”,一般的CAD系統(tǒng)難以直接對其進(jìn)行處理,因此,在進(jìn)行三維CAD建模之前,需要對“點云”數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理,主要預(yù)處理內(nèi)容包括:針對不同的數(shù)據(jù)來源,根據(jù)數(shù)字信號處理理論和方法,研究解決噪聲點的局部快速過濾和平滑技術(shù)。解決不同方向多視數(shù)據(jù)的拼合,以及漏測區(qū)域的輔助補(bǔ)全和局部二次采樣?；诙喾直媛誓Ｐ鸵约案咚骨虻母拍?研究解決重要幾何特征的識別、提取、表達(dá)和特征重構(gòu)技術(shù)?；谔卣鞅３趾途瓤刂频娜S分區(qū)三角網(wǎng)格化及網(wǎng)格優(yōu)化與編輯技術(shù)。基于特征的全局三角網(wǎng)格精度控制壓縮處理技術(shù)等. 三角曲面插值與計算采用以三角曲面插值作為過渡模型解決反求工程CAD建模問題的策略,除了已經(jīng)受到人們重視的三角曲面G1插值理論和方法外,還需要進(jìn)一步研究面向工程應(yīng)用的三角曲面造型的相關(guān)技術(shù),包括:基于物理模型的復(fù)合三角曲面光順、變形理論(包括基于能量原理、小波變換理論的曲面光順?biāo)惴?變形問題的數(shù)學(xué)理論、力學(xué)背景以及高效率的人機(jī)交互技術(shù)等)。基于多分辨率模型等理論指導(dǎo)的三角曲面變形設(shè)計的實用算法?；谔卣鞯木植繀^(qū)域分劃、分離、逼近、光順和再采樣技術(shù)。曲面求交、延伸、過渡、裁剪等高級計算問題. 基于過渡曲面原型的NURBS曲面重構(gòu)將三角曲面插值模型作為過渡性操作模型或?qū)ο?根據(jù)產(chǎn)品的基本特征信息和交互分劃曲線網(wǎng)絡(luò),通過區(qū)域分治重構(gòu)NURBS曲面模型的方法,是本文作者提出的一種新的解決復(fù)雜曲面產(chǎn)品反求工程CAD建模問題的策略,其中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:特征求精、再現(xiàn)以及自動分離理論與算法的研究(主要是自動提取和分離二次曲面,如平面、柱面、球面、錐面等特征)。自由曲面分區(qū)重構(gòu)技術(shù),重點是自動求解和協(xié)調(diào)曲面塊之間的光滑拼接問題。重構(gòu)曲面的可視化誤差分析,包括相鄰曲面間的夾角、距離誤差,任意截面輪廓誤差、曲面輪廓誤差等。重構(gòu)NURBS曲面塊的全局協(xié)調(diào)光順理論和方法。,(過渡模型),是貫穿這一研究全過程的重要策略,利用好這種曲面重構(gòu)理論和方法,會進(jìn)一步提高反求工程CAD建模的精度、,我們還開展了整個形體的反求CAD建模(基于斷層掃描數(shù)據(jù)的實體重構(gòu))技術(shù)的研究,如:實體重構(gòu)理論與方法、基于網(wǎng)格的特征提取與特征修正、數(shù)據(jù)壓縮、 反求
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