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在逆向工程中對適合曲線的數據點云的預處理

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更新時間：2014-06-21
發布人： 2955362171

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逆向工程已經成為一種從現存物體通過CMM測量的數據點重建CAD模型的重要工具.在逆向工程中首要的問題是:測量到的點具有不規律形式和不對等分布很難用B-spline曲線擬合。這篇論文中介紹了一種在逆向工程中用預先處理數據點來擬合曲線的方法。適合B-spline形式之前來處理先前測量得到的數據點的方法已經得到了發展。通過這種方法產生的新的數據點形式，適合建立光滑精確B-spline曲線的要求。這種方法的整個的步驟包括：切片，弧度分析，分割，回歸，和再生。在逆向工程中這種方法被實施和用于實踐應用。重建的結果證實了此方法與目前流行的商業CAD系統的結合能力。

關鍵字：擬合曲線；預先處理數據點。
逆向工程
1．介紹
隨著計算機硬件的軟件技術的發展，對促進產品發展的計算機輔助技術觀念在工業領域已被廣泛地接受通過新的CAD技術的發展,設計和制造之間的間隙已逐漸變得越來越密切。在正常的自動化制造環境下操作順序經常是通過用CAD系統創建的幾何模型的產品設計開始，在幾何模型的基礎上，產生機器制造指令將原材料轉化成最終產品然后結束。由于意識到現代計算機輔助技術在產品發展和制造中的優勢，因此在CAD系統著重要求創建物體的幾何模型。然而，在創建CAD 模型之前，產品發展的物理模型和樣本先被產生出來。

1．例如，在設計汽車主體控制面板時，設計者和藝術家關于控制板的構想到底是在什么樣的基礎上制造黏土模型。
2.沒有最初的草圖，確切的記錄模型在哪里？
3.在制造中由于設計的改變，CAD模型不得不重新修改的部分哪里？

在所有這些情形中。物理模型或樣本的建立是為了創建和建立CAD模型。與這些常規的制造順序相反，典型的逆向工程從測量現存的物理實體開始，這樣推斷出來的CAD模型可以更好的利用CAD技術的優勢。逆向工程經常可以細分為3個階段：電子數據獲取，數據分割，和用CAD模型構建一個物理模型。樣本起先用CMM或激光掃描儀測量以得到以三維坐標形式存在的幾何圖案的信息。然后，為了更進一步的處理,測量結果被分割成拓撲狀。就重建模型來說，每個小區域就代表一個簡單的可以用數學方面知識描繪其簡單外表的幾何圖案特征。CAD 模型重建區域的表面是把這些表面連接成完整的可以描述被測量部分或樣本的模型。
然而，在實際測量方案中，存在物理樣本或模型的幾何圖案信息不能被完全測量和準確重建一個好的CAD 模型的情況。一些表面測量的數據可能是不規律的，還有一些測量誤差或者表面是不要求的。如圖1所示，測量物體的主要表面可能有這些特征：由于制造的不精確引起的凹坑，凸起，或噪聲點，因此，CMM探針不能獲取一套完全的數據點來重建整個物體的表面。
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