散乱数据点B样条曲面重构算法的设计与实现

摘要

随着计算机技术的飞速发展,CAD/CAM技术已经是设计人员研究工作中不可缺少的工具。传统CAD/CAM技术是先设计，建模，再到实物产品的开发。如今，更广泛更实用的技术是逆向工程。它将已有的实物模型通过采集工具获取物体表面数据信息，进而对数据进行处理，实现模型的改进及重建。曲面重构是逆向工程的关键技术。曲面重构通常采用Bezier曲面和B样条曲面，由于Bezier曲面不能进行局部修改，而B样条曲面具有Bezier曲面的优点，并且具有非常好的局部修改性，因此在逆向工程中更广泛地应用B样条曲面来进行曲面重构，因此本文进行了B样条曲面重构算法的研究。
　　本文首先介绍了逆向工程的研究现状以及应用，以及B样条曲面的研究与发展；详细地阐述了B样条曲面构建的理论基础，包括其数学模型和性质。其次，在散乱数据点模型网格划分优化的基础上，提出了基于反求控制点的B样条准均匀双三次曲面重构算法，设计了数据结构，定义了基本概念，解决了CM网格内数据点的存储、排序问题，分析了边界条件。然后，设计了基于反求控制点曲面重构算法的实现过程。对型值点的选取，节点参数化，追赶法求解控制点的方程等进行了研究与实现。解决了在实现过程中出现的特征点冲突和型值点冲突的问题。在VS++2008环境下，以C++为编程语言，进行程序的编写调试，给出了算法的运行结果。算法的实现说明了算法的的可行性和可靠性，算法具有速率快，精度高等优点。本算法的提出为逆向工程提供了新的技术方法。本文进行的是单个曲面片的重构，为了形成完整的曲面，要对曲面片进行接。最后对曲面拼接技术进行了研究。

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第一章 引 言

一、逆向工程技术及其研究与应用现状

二、曲面重构

三、本文研究目的、内容

第二章 B样条曲面理论基础

一、B样条曲面数学模型

二、准均匀B样条数学模型

三、B样条曲面生成

四、B样条曲面性质

第三章 B样条曲面重建算法的设计

一、系统流程图

二、数据结构设计

三、基本概念

四、 网格数据点的分析处理

五、边界条件

第四章 基于反求控制点B样条曲面重构算法的实现

一、型值点选取

二、节点参数化

三、反求控制点

四、B样条曲面拟合

第五章 曲面拼接

一、引言

二、曲面拼接

结论

参考文献

个人简历及攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢