反求工程在工业设计中的应用研究

摘要

该文的重点是以物理模型为研究对象,探求三维几何形面反求工程在工业设计中的应用.三维几何形面的反求在汽车、家用电器、模具制造、医疗设备等领域有着广泛的需求,其体系结构由自由曲面快速测量技术、数据分割及三维重构、模型分析及快速制造三部分组成.对工业产品的反求而言三维测量数据的CAD模型重构技术是其中的关键环节,也是反求工程在工业设计领域应用研究的重点.该文以反求工程中的重构数据模型为研究对象,探求三维几何形面反求工程在工业设计中的应用,对激光线扫描测量技术、测量数据的预处理及曲面重构等进行了理论研究,完成了从实物模型的三维表面测量到该实物CAD模型建立的全过程.首先对光切法三维测量原理进行了深入的研究.光切法是一种基于双基点三角测量原理的主动式光学三维轮廓测量技术,它以线结构光作为编码光,形状信息提取简单,与光点扫描和光栅投影法相比,可在测量精度及测量效率上取得较好的兼顾,并且工程上易于实现,对测量系统的参数标定方法在理论上进行了论述,研究了台式测量系统的基本测量方式及数据合成,并讨论了测量系统机械构造.由激光线扫描测量自由曲面获得的数据是巨型密集型的,通常该数据被形象地称为

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1选题意义

1.2反求工程的研究概况

1.2.1测量技术概况

1.2.2测量数据的CAD模型重构技术

1.3快速原型技术研究概况

1.3.1快速原型技术原理

1.3.2快速原型技术的应用

1.3.3快速原型技术的研究现状及方向

1.3.4基于RP的快速原型系统

1.4论文的主要工作

第2章光切法三维形面测量技术

2.1光切法三维测量原理

2.1.1光切法基本测量原理

2.1.2光切法三维测量系统的基本组成

2.2测量系统标定

2.3实际测量系统构造

2.4影响测量性能的主要因素

2.5本章小结

第3章测量数据预处理

3.1测量数据的数学模型

3.2测量方式及其数据合成

3.2.1平面扫描及数据合成

3.2.2双面扫描

3.2.3四面扫描

3.2.4旋转扫描及数据合成

3.3数据平滑及数据精减

3.4特征提取及数据的分割

3.5测量数据拼接

3.6小结

第4章光切测量数据三维重构

4.1曲面重构的基本方法

4.2曲面重构

4.2.1扫描线数据的一般存储格式

4.2.2 NURBS曲面重构

4.2.3曲面分析

4.3扫描线数据的三角剖分

4.3.1参数域初始三角剖分

4.3.2基于边角和最大的三维主剖分

4.4 STL文件格式与数据处理的基本过程

4.4.1 STL文件格式

4.4.2 STL文件简化

4.4.3 STL模型分层处理的基本过程

4.4.4 STL模型分层处理的基本算法

4.5本章小结

第5章实体重构

5.1数据采集

5.1.1测量系统

5.1.2测量对象特征

5.1.3测量方案

5.2数据预处理及曲面重构

5.2.1数据预处理

5.2.2曲面重构

5.3实体重构

5.3.1实体重构过程

5.3.2快速成型技术的应用

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢