逆向工程中特征提取及形狀識(shí)別研究.pdf

1、在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，逆向工程技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用和研究。三角網(wǎng)格由于其描述了點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系，能產(chǎn)生一定的視覺(jué)效果，因而在逆向工程中得到廣泛應(yīng)用。但三角網(wǎng)格交互修改十分不便，若能把它轉(zhuǎn)換成通用的CAD軟件能接受的曲面實(shí)體模型，則會(huì)有更廣泛的用途。特征線提取、脊線提取是三角網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)換為曲面實(shí)體模型過(guò)程中的重要一步。形狀識(shí)別是逆向工程CAD建模中數(shù)據(jù)分塊和曲面重建的一個(gè)重要過(guò)程。
　　 從三角網(wǎng)格模型中提取特征線，是由散亂點(diǎn)云構(gòu)造曲面實(shí)

2、體模型的重要步驟。本文采用了分兩次提取特征點(diǎn)的方法，消除了因三角面片密度差異產(chǎn)生的計(jì)算誤差；而后將特征點(diǎn)相連生成粗略特征線，并通過(guò)剪枝，特征點(diǎn)與邊的折疊，特征點(diǎn)的合并，特征線封閉等優(yōu)化手段，獲得優(yōu)化的特征線?；诿芗蔷W(wǎng)格的快速且魯棒提取脊線的方法，結(jié)合局部多項(xiàng)式擬合的方法估算曲率和曲率導(dǎo)數(shù)；然后使用曲率最大/最小值方法識(shí)別脊點(diǎn)，并將這些脊點(diǎn)連成初始脊線；最后，使用閾值策略過(guò)濾那些在聚光線退化處的假脊線?；邳c(diǎn)云識(shí)別基元形狀的算法，將

3、點(diǎn)云分解為一個(gè)固有形狀的混合結(jié)構(gòu)和一個(gè)剩余點(diǎn)的集合，該方法基于隨機(jī)采樣，可以識(shí)別平面、球體、圓柱體、圓錐和圓環(huán)面等。
　　 由于傳統(tǒng)的方法在估算頂點(diǎn)法矢時(shí)，未考慮鄰點(diǎn)的分布密度，使得對(duì)三角片非均勻劃分的情形計(jì)算精度較低，本文從力學(xué)角度給出了單位法矢的加權(quán)疊加公式，使法矢過(guò)渡比較均勻，降低鄰點(diǎn)密集的狹長(zhǎng)三角片對(duì)法矢的影響，使得提取的特征線更光順。本文的脊線提取方法通過(guò)局部多項(xiàng)式擬合的方法估算曲率和曲率導(dǎo)數(shù)，克服了使用全局?jǐn)M合方法速