基于三维扫描仪的逆向产品开发研究

摘要

逆向工程是一门实用性非常高的综合性学科，应用领域十分广泛，尤其在工业方面，对快速吸取先进技术，缩短设计开发周期，提高产品的精度方面拥有明显的优势，有利于企业在激烈市场竞争中的生存和发展。　　本文在对逆向工程中涉及到的数据采集方面，对接触式和非接触式测量方法和本文采用的ATOS光学系统进行了介绍分析。对数据处理中的多视点云对齐，数据去噪，数据精简，缺损数据修复，数据分块方面进行了基本的原理研究。在曲面重建方面应用常用的数学模型及基于曲线的建模方法进行实例分析，进而主要针对变形的曲面重建问题进行分析，提出了将逆向工程技术与实际设计相结合的基于变形的置换特征的曲面重构方法，文中对基于FDM变形的理论进行了研究，并为了满足特别条件下的应用还提出了基于四种最小化变化模型的统一数学表达方程。先从离散点云数据中利用求交原理提取限定曲线，并以限定曲线和形状控制曲线为约束进行变形重构获得目标曲面，并提取目标曲面的过渡参数特征得到过渡曲面，完成置换特征的重构，并对于此种方法进行实例分析。　　文章的最后提出了一种大大减少输入纹理数量的快速三阶纹理过滤的方法。

目录

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第一章 绪论

1.1逆向工程简介

1.2逆向工程的应用

1.3逆向工程技术的国内外研究现状

1.4逆向工程的发展趋势

1.5本课题研究内容及意义

第二章 逆向工程数据测量系统

2.1数据测量方法概述

2.2接触式测量

2.3非接触式测量

2.4本课题选择的三维扫描仪

2.5本章小结

第三章 测量数据的预处理

3.1概述

3.2多视点云对齐

3.3去除噪声点

3.4缺损数据修复

3.5数据精简

3.6数据分块

3.7本章小结

第四章 曲面建模技术研究

4.1NURBS曲线曲面的数学模型

4.2基于曲线的模型重构方法

4.3基于曲面变形的置换特征重构

4.4实例分析

4.5本章小结

第五章 纹理过滤研究

5.1高阶过滤

5.2快速递归立方卷积

5.3导数重构

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1工作总结

6.2展望

致谢

参考文献