曲線曲面重建方法研究

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1、文論位±博大錄錄ABSTRACT7第一章緒論9§1.1逆向工程簡介9§1.1.1表面數(shù)據(jù)獲取技術(shù)10§1.1.2數(shù)據(jù)處理與曲面重建13§1.2逆向工程中的曲線重建方法14§1.2.1有序離散點(diǎn)的曲線垂建15§122無序散亂點(diǎn)的曲線重建15§1.3逆向工程中的曲面重建方法17§1.3.1參數(shù)曲面重建方法18§1.3.2隱式曲面重建方法19§1.3.3變形曲面垂建方法19§134分片線性曲面重建方法20§1.3.5細(xì)分曲面重建方法21§1.3.6其它曲面重建方法21§1.4木文的主要研究內(nèi)容22第二章曲線垂建的跟蹤算法24浙江大學(xué)博士學(xué)

2、位論文2§2.1引言24§2.2離散點(diǎn)集的跟蹤算法27§2.2.1初始點(diǎn)的選取與局部坐標(biāo)系的建立27§222跟蹤方向的確定28§223跟蹤步長的確定30§224影響半徑r的選取31§225有效點(diǎn)集判定31§2.2.6終止條件32§2.3重建曲線的后置處理與擬合33§2.4實例與分析34§2.5小結(jié)36第三章曲線重建的場表示算法37§3.1引言37§3.2場表示曲線重建原理....38§3.2.1相關(guān)定義38§322算法基木思想….…39§323基函數(shù)的選擇….…40§3.2.4p值的確定41§3.2.5￡對重建曲線的影響……42§3

3、.3場表示曲線重建算法....43§3.3.1構(gòu)造曲線的運(yùn)動方程…43§3.3.2方程的離散迭代及收斂準(zhǔn)則………，.…43浙江大學(xué)博士學(xué)位論文3§3.3.3算法步驟§3.4實例與比較...45§3.4.1簡單數(shù)據(jù)點(diǎn)集的關(guān)線重建….45§3.4.2復(fù)雜數(shù)據(jù)點(diǎn)集的曲線重建….46§343帶插值約束條件的曲線重建……...48§3.4.4殘缺數(shù)據(jù)的曲線重建…48§3.5基于場表示的曲面重建算法….49§3.5.1算法步驟49§3.5.2應(yīng)用實例50§3.6小結(jié)...53第四章二維數(shù)據(jù)點(diǎn)的切片表示.54§4.1引言...54§4.2切片與三

4、向切片....57§4.2.1切片簡介57§4.2.2一些基木定義….…58§4.2.3二向切片表示….…59§4.3數(shù)據(jù)的切片表示算法....60§4.3.1數(shù)據(jù)分割與切片的建立..…60§432切片數(shù)據(jù)的截面線重建……61§433算法步驟62§4.4應(yīng)用實例與誤差分析...63§4.5小結(jié)...67浙江大學(xué)博士學(xué)位論文4第五章曲面重建的切片方法..…68§5.1弓丨言...68§5.2基于切片的曲面重建原理.....70§5.2.1問題描述70§522算法的基本思想70§5.3基于切片的曲面重建算法72§5.3.1三維數(shù)據(jù)點(diǎn)的切

5、片表示72§5.3.2四邊形網(wǎng)格建立72§5.3.3算法步驟力§5.4曲面的多分辨率表示77§5.5應(yīng)用實例78§5.4.1重建網(wǎng)格曲面的特點(diǎn)79§5.4.2重建網(wǎng)格曲面的多分辨表示79§5.6小結(jié)79第六章未來研究展槊85參考文獻(xiàn)87浙江大學(xué)博士學(xué)位論文5摘耍逆向工程技術(shù)是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和成熟以及數(shù)據(jù)測量技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科與技術(shù)。它的出現(xiàn)，改變了原來CAD系統(tǒng)小從圖紙到實物的設(shè)計模式，為產(chǎn)品的迅速開發(fā)以及快速原型化設(shè)計提供了一條新的途徑。曲線、曲面重建是逆向工程中兩個重要的問題，從已知的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)出發(fā)，構(gòu)

6、造出物體的幾何模型，它是對物體進(jìn)行分析、計算和繪制的根據(jù)，是研究曲面性質(zhì)的重要工具。本文針對散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲線、曲面重建這一問題，提出了兩種曲線重建算法——曲線重建的跟蹤算法和基于場表示的曲線重建算法，以及基于切片表示的曲面重建方法。全文的主要內(nèi)容如卜第一章屮我們首先綜述了逆向工程的內(nèi)容、特點(diǎn)、意義和研究概況，并且詳細(xì)地論述了國內(nèi)外學(xué)者在逆向工程的研究重點(diǎn)——曲線曲面重建上的研究成果，在此基礎(chǔ)上引出了本文的研究課題。第二章討論了對于簡單散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)云曲線重建的問題，給岀了一種曲線重建的跟蹤算法。根據(jù)散點(diǎn)云分布相對集中的特點(diǎn)，給出了一個用

7、簡單曲線擬合平面上的無序點(diǎn)集的跟蹤算法。該方法僅從當(dāng)前點(diǎn)的鄰近點(diǎn)集與曲線重建光順準(zhǔn)則出發(fā)，無需迭代，可快速冇效地跟蹤出中軸點(diǎn)列，再由中軸點(diǎn)列便可擬合出參數(shù)曲線。/第三章討論了對于一般的復(fù)雜數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行帶約束條件的曲線重建問題，給出了一種基于場表示模型的曲線重建方法。通過模擬帶電粒子在空間中形成場分布的現(xiàn)象，構(gòu)造了一個反映平面點(diǎn)集形狀與分布稠密程度的場函數(shù)，以場函數(shù)曲面的脊線在平面上的投影作為平面無序點(diǎn)集的重建曲線。為求得重建曲線，我們可先在平面上選取一條適當(dāng)初始曲線，由初始曲線沿著場函數(shù)的梯度方向運(yùn)動，其極限位置便為重建曲線。同時，

8、對于帶插值約束條件以及數(shù)據(jù)不夠充分的點(diǎn)集，也可以獲得滿意的結(jié)果。第四章針對三維數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的問題，提出了一種新的數(shù)據(jù)簡化與表示方法。三維數(shù)據(jù)測量是逆向工程的基礎(chǔ)，所獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)是進(jìn)行曲面重建的根據(jù)。借助于醫(yī)學(xué)圖像中的切片技術(shù)，提出了