基于逆向工程的汽車覆蓋件曲面重構(gòu)系統(tǒng)的研究.pdf

1、伴隨著CAD/CAM/CAE技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用和推廣,世界汽車工業(yè)得以迅速發(fā)展.近些年,我國汽車工業(yè)經(jīng)過與國外著名汽車設(shè)計和制造公司的合作與交流,設(shè)計和制造能力都得到了較大發(fā)展.但其中有些關(guān)鍵技術(shù)尚未完全掌握,與國際先進水平有一定差距.汽車外覆蓋件的設(shè)計和制造就是其中之一.如何借鑒國外先進設(shè)計制造業(yè)技術(shù),如何加快傳統(tǒng)設(shè)備的改造升級,提高我國制造業(yè)的整體水平,是擺在我們面前的一個重要課題.逆向工程(反求工程)設(shè)計作為一種新興的設(shè)計方法

2、和手段,在汽車模具設(shè)計和改型方面正發(fā)揮著越來越重要的作用.基于逆向工程產(chǎn)品設(shè)計的重點在于如何準確再現(xiàn)原始物體表面的拓撲結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出精確的曲面模型,本文就曲面反求造型中的幾個關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)點的拓撲重建、基于特征的區(qū)域劃分、散亂數(shù)據(jù)點曲面重構(gòu)方法進行了詳細的探討,并根據(jù)基于逆向工程的汽車外覆蓋件曲面建模特點,提出了一些新的概念和算法.具體包括:1、對當前曲面數(shù)據(jù)采集方法的特點進行了分析,重點闡述了ATOS三維非接觸式掃描儀的工作

3、原理以及用其準確采集大范圍數(shù)據(jù)點時應(yīng)注意的問題和處理對策.給出了由其測得的SAN2000前圍模具的部分數(shù)據(jù)點云圖.2、對經(jīng)過多視拼合的數(shù)據(jù)點云的濾噪、精簡、光順等預(yù)處理方法進行了研究.提出了一種改進的三維柵格的點的精簡算法.該算法首先建立數(shù)據(jù)點的鄰近結(jié)構(gòu),然后根據(jù)角度對鄰近點進行排序,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)點的自適應(yīng)精簡.并通過例子驗證了該算法的有效性.3、對如何通過構(gòu)造流形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來揭示數(shù)據(jù)點間拓撲關(guān)系的方法進行了探討.介紹了基于協(xié)調(diào)映

4、射完成曲面Delaunay三角剖分的方法.給出了一種快速查找離散點所在三角形域的新方法.基于曲率關(guān)系,完成了三角網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)化.4、針對汽車零部件及其模具表面自由曲面較多,形狀復(fù)雜等特點,提出了以邊界為中心、以區(qū)域劃分、曲面擬合和曲面拼接為基本步驟的B樣條曲面重構(gòu)方法.介紹了采用曲率極值法結(jié)合邊界搜索算法提取特征點對數(shù)據(jù)點云進行半自動區(qū)域劃分的新方法.并利用該方法完成了SAN2000部分前圍模具測量點的數(shù)據(jù)劃分.5、在以上研究的基礎(chǔ)上,