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面向轿车覆盖件的逆向工程模型重构系统研究
| 论文题名： | 面向轿车覆盖件的逆向工程模型重构系统研究 |
| 关键词： | 逆向工程;点云处理;曲面重构;数据接口;交互设计;机械制造 |
| 摘要： | 为适应我国汽车工业发展要求，提高汽车工业自主知识创新的能力，逆向工程技术在我国汽车工业发挥着重要作用。本文针对逆向工程的数据处理特点，采用面向对象软件开发技术，完成了一个适用于逆向工程数据处理的软件框架设计，在此框架设计的基础上，完成了对原始数据的噪声点去除、数据平滑、精简等功能的开发；同时，本文对曲线、曲面的构造理论进行了研究，为与CAD/CAM进行数据交换，采用IGES标准设计数据交互前处理接口，图形显示与交互部分则采用OpenGL技术进行功能实现。本文的具体工作包括：1.针对逆向工程数据处理的特点，采用面向对象编程技术进行了逆向工程软件框架的总体构建；对软件处理的信息传递及总体模块进行了规划；具体确定了每个模块需要完成的功能要求。 2.简要介绍点云数据获取方法，并根据本课题的实际情况选择GOM公司的ATOS扫描仪获取点云；提出了一种海量点云数据的自适应读入算法；简要介绍点云数据在逆向工程软件中的显示和存储。重点对测量数据点的处理如：噪声点的剔除、点云数据的填充、平滑、精简等，进行研究。提出了一种新的点云孔洞填充方法，较好地解决了轿车覆盖件高曲率部位的点云孔洞填充问题；在对常见点云精简方法的基础上，提出一种改进算法，提高点云精简效率。 3.简要介绍曲面造型方法和常见曲线曲面的数学模型，根据轿车模具易磨损件外形特点，选择了NURBS理论作为曲线曲面重建的理论基础；以NURBS曲线为例，介绍曲线拟合方法，提出一种在逆向工程软件中常见的拟合曲线方法；介绍小波分解方法在曲线光顺中的应用；根据点云数据的不同形式，提出了曲面的拟合方法。 4.详细阐述逆向工程中两种常见的数据交换标准；并以IGES作为数据接口的实现标准，对其数据文件组织结构进行了分析；并据此设计了一个IGES数据接口的前处理器实现算法。 5.采用广泛使用的OpenGL技术对图形显示及交互模块做了具体设计和功能实现，具体包括：①使用OpenGL技术进行图形绘制的准备工作；使图形显示部分模块化；②进行图形绘制部分的类框架设计，在类定义中包含图元对象的绘制代码，在图形显示时直接调用这一显示方法；③完成图形交互部分的部分功能实现，可以完成对象的选择、放大、缩小、平移等操作。 |
| 作者： | 李伟 |
| 专业： | 机械制造及自动化 |
| 导师： | 鞠鲁粤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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