在逆向工程中對(duì)適合曲線(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云的預(yù)處理
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- 逆向工程已經(jīng)成為一種從現(xiàn)存物體通過(guò)CMM測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)重建CAD模型的重要工具.在逆向工程中首要的問(wèn)題是:測(cè)量到的點(diǎn)具有不規(guī)律形式和不對(duì)等分布很難用B-spline曲線(xiàn)擬合。這篇論文中介紹了一種在逆向工程中用預(yù)先處理數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)擬合曲線(xiàn)的方法。適合B-spline形式之前來(lái)處理先前測(cè)量得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法已經(jīng)得到了發(fā)展。通過(guò)這種方法產(chǎn)生的新的數(shù)據(jù)點(diǎn)形式，適合建立光滑精確B-spline曲線(xiàn)的要求。這種方法的整個(gè)的步驟包括：切片，弧度分析，分割，回歸，和再生。在逆向工程中這種方法被實(shí)施和用于實(shí)踐應(yīng)用。重建的結(jié)果證實(shí)了此方法與目前流行的商業(yè)CAD系統(tǒng)的結(jié)合能力。
關(guān)鍵字：擬合曲線(xiàn)；預(yù)先處理數(shù)據(jù)點(diǎn)。
逆向工程
1．介紹
隨著計(jì)算機(jī)硬件的軟件技術(shù)的發(fā)展，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品發(fā)展的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)觀(guān)念在工業(yè)領(lǐng)域已被廣泛地接受通過(guò)新的CAD技術(shù)的發(fā)展,設(shè)計(jì)和制造之間的間隙已逐漸變得越來(lái)越密切。在正常的自動(dòng)化制造環(huán)境下操作順序經(jīng)常是通過(guò)用CAD系統(tǒng)創(chuàng)建的幾何模型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始，在幾何模型的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生機(jī)器制造指令將原材料轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)品然后結(jié)束。由于意識(shí)到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在產(chǎn)品發(fā)展和制造中的優(yōu)勢(shì)，因此在CAD系統(tǒng)著重要求創(chuàng)建物體的幾何模型。然而，在創(chuàng)建CAD 模型之前，產(chǎn)品發(fā)展的物理模型和樣本先被產(chǎn)生出來(lái)。
1．例如，在設(shè)計(jì)汽車(chē)主體控制面板時(shí)，設(shè)計(jì)者和藝術(shù)家關(guān)于控制板的構(gòu)想到底是在什么樣的基礎(chǔ)上制造黏土模型。
2.沒(méi)有最初的草圖，確切的記錄模型在哪里？
3.在制造中由于設(shè)計(jì)的改變，CAD模型不得不重新修改的部分哪里？
在所有這些情形中。物理模型或樣本的建立是為了創(chuàng)建和建立CAD模型。與這些常規(guī)的制造順序相反，典型的逆向工程從測(cè)量現(xiàn)存的物理實(shí)體開(kāi)始，這樣推斷出來(lái)的CAD模型可以更好的利用CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。逆向工程經(jīng)常可以細(xì)分為3個(gè)階段：電子數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)分割，和用CAD模型構(gòu)建一個(gè)物理模型。樣本起先用CMM或激光掃描儀測(cè)量以得到以三維坐標(biāo)形式存在的幾何圖案的信息。然后，為了更進(jìn)一步的處理,測(cè)量結(jié)果被分割成拓?fù)錉睢＞椭亟Ｐ蛠?lái)說(shuō)，每個(gè)小區(qū)域就代表一個(gè)簡(jiǎn)單的可以用數(shù)學(xué)方面知識(shí)描繪其簡(jiǎn)單外表的幾何圖案特征。CAD 模型重建區(qū)域的表面是把這些表面連接成完整的可以描述被測(cè)量部分或樣本的模型。
然而，在實(shí)際測(cè)量方案中，存在物理樣本或模型的幾何圖案信息不能被完全測(cè)量和準(zhǔn)確重建一個(gè)好的CAD 模型的情況。一些表面測(cè)量的數(shù)據(jù)可能是不規(guī)律的，還有一些測(cè)量誤差或者表面是不要求的。如圖1所示，測(cè)量物體的主要表面可能有這些特征：由于制造的不精確引起的凹坑，凸起，或噪聲點(diǎn)，因此，CMM探針不能獲取一套完全的數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)重建整個(gè)物體的表面。
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