基于雙映射和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工的研究.pdf

1、逆向工程作為一種產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要手段，在機(jī)械、航空、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的重視和廣泛應(yīng)用，是隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算幾何和測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展而成熟起來(lái)的一門新興綜合性學(xué)科與技術(shù)。采用逆向工程技術(shù)，不但可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，還可以較快地趕上或超過(guò)世界先進(jìn)生產(chǎn)水平，綜合運(yùn)用CAD/CAE/CAM以及RPM(快速成型制造)，找到原型產(chǎn)品的缺點(diǎn)并加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。對(duì)具有自由曲面特征三維散亂點(diǎn)云的直接加工重構(gòu)技術(shù)更是當(dāng)前逆

2、向工程研究的熱點(diǎn)，也是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　 本文就是基于雙映射和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)采自具有自由曲面特征機(jī)械產(chǎn)品數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工一些關(guān)鍵問(wèn)題和技術(shù)進(jìn)行了深入的探討和研究，具體內(nèi)容如下：
　　 （1）基于曲線曲面幾何理論，在以接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為載體測(cè)量具有自由曲面特征機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，首次提出了為保證測(cè)量精度和測(cè)量速度的曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量法，建立了向前探測(cè)步長(zhǎng)和側(cè)向跨距模型，模型具有較好的通用性和魯棒性，演繹了高階多項(xiàng)式和

3、Bezier 參數(shù)形式的曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量方法，為具有自由曲面特征機(jī)械產(chǎn)品數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工搭建了較好的平臺(tái)。
　　 （2）對(duì)經(jīng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或激光掃描儀通過(guò)多次裝夾多次采集得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)云，提出借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)統(tǒng)一和對(duì)齊無(wú)序數(shù)據(jù)點(diǎn)云的方法，詳細(xì)比較了目前較典型的五大類16 種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)功能，尋找分段和最快排序的最優(yōu)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，選擇運(yùn)行函數(shù)、各種系數(shù)、初值和隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)等參數(shù)，確定了快速準(zhǔn)確識(shí)別并對(duì)齊各數(shù)據(jù)

4、點(diǎn)云塊的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，提升了對(duì)齊的效率和精準(zhǔn)性。
　　 （3）通過(guò)建立點(diǎn)云密度的計(jì)算模型，確定了對(duì)齊點(diǎn)云的切片參數(shù)和方向，探索最佳的交互切片方式，詳細(xì)研究了適合無(wú)序數(shù)據(jù)點(diǎn)云的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，基于正交投影理論建立了快速搜索并定位切片內(nèi)與當(dāng)前點(diǎn)最鄰近點(diǎn)的雙映射排序模型和方法，在數(shù)據(jù)k-鄰域理論基礎(chǔ)上獲得了近點(diǎn)矢量趨勢(shì)計(jì)算法完善了雙映射排序算法，完成切片內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的正確序列，分析了相鄰截面線之間的剖分方法，基于較少數(shù)據(jù)點(diǎn)截面線的三角化法構(gòu)建了

5、散亂點(diǎn)云三維空間無(wú)空洞無(wú)纏繞的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　 （4）在三角面片上直接安排數(shù)控加工，將無(wú)干涉刀具路徑的生成與干涉檢查兩個(gè)相互耦合的過(guò)程相對(duì)獨(dú)立開來(lái)，建立了自由曲面數(shù)控加工過(guò)程中刀具與工件的干涉檢查模型，演繹了適合球頭刀、平底刀和圓環(huán)刀的干涉檢查方法，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的全干涉檢查，檢測(cè)出了曲面加工中的局部和全局干涉，采用等殘留高度法生成了無(wú)干涉的刀具路徑，后置處理成G 代碼，使得整個(gè)數(shù)控加工有序、精準(zhǔn)而快速。
　　 最后結(jié)合Op