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基于逆向工程的汽车覆盖件曲面重构系统的研究
| 论文题名： | 基于逆向工程的汽车覆盖件曲面重构系统的研究 |
| 关键词： | 逆向工程;汽车覆盖件;曲面重构;特征提取 |
| 摘要： | 伴随着CAD/CAM/CAE技术在汽车制造业的应用和推广,世界汽车工业得以迅速发展.近些年,我国汽车工业经过与国外著名汽车设计和制造公司的合作与交流,设计和制造能力都得到了较大发展.但其中有些关键技术尚未完全掌握,与国际先进水平有一定差距.汽车外覆盖件的设计和制造就是其中之一.如何借鉴国外先进设计制造业技术,如何加快传统设备的改造升级,提高我国制造业的整体水平,是摆在我们面前的一个重要课题.逆向工程(反求工程)设计作为一种新兴的设计方法和手段,在汽车模具设计和改型方面正发挥着越来越重要的作用.基于逆向工程产品设计的重点在于如何准确再现原始物体表面的拓扑结构并在此基础上构造出精确的曲面模型,本文就曲面反求造型中的几个关键技术——数据点的拓扑重建、基于特征的区域划分、散乱数据点曲面重构方法进行了详细的探讨,并根据基于逆向工程的汽车外覆盖件曲面建模特点,提出了一些新的概念和算法.具体包括:1、对当前曲面数据采集方法的特点进行了分析,重点阐述了ATOS三维非接触式扫描仪的工作原理以及用其准确采集大范围数据点时应注意的问题和处理对策.给出了由其测得的SAN2000前围模具的部分数据点云图.2、对经过多视拼合的数据点云的滤噪、精简、光顺等预处理方法进行了研究.提出了一种改进的三维栅格的点的精简算法.该算法首先建立数据点的邻近结构,然后根据角度对邻近点进行排序,在此基础上实现了数据点的自适应精简.并通过例子验证了该算法的有效性.3、对如何通过构造流形网络结构来揭示数据点间拓扑关系的方法进行了探讨.介绍了基于协调映射完成曲面Delaunay三角剖分的方法.给出了一种快速查找离散点所在三角形域的新方法.基于曲率关系,完成了三角网络的整体优化.4、针对汽车零部件及其模具表面自由曲面较多,形状复杂等特点,提出了以边界为中心、以区域划分、曲面拟合和曲面拼接为基本步骤的B样条曲面重构方法.介绍了采用曲率极值法结合边界搜索算法提取特征点对数据点云进行半自动区域划分的新方法.并利用该方法完成了SAN2000部分前围模具测量点的数据划分.5、在以上研究的基础上,以NURBS理论为数学模型,采用MFC和OpenGL结合的三维图形开发技术,构造了针对汽车覆盖件曲面造型系统的软件程序结构.给出了基本功能模块的部分数据结构和部分实现代码. |
| 作者： | 郭建华 |
| 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： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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