海量散乱点的曲面重建算法研究

基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用 .给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息 (包括测点法矢、曲面边界信息 )的散乱点集为处理对象 ,自动生成物体表面的三角网格模型的算法 .该算法首先根据测点的邻近测点估算曲面在该测点处的法矢 ,并采用优化的顺序对法矢方向进行调整以使各测点处的法矢都指向曲面外侧 ,最后用步进立方体算法输出三角网格模型 .采用新的方法计算切平面 ,不但进一步提高了效率 ,而且改善了曲面边界及尖锐棱边区域的重建效果 .还提出并解决了法矢方向传播中可能出现的局部“孤岛”问题 .同时 ,提出了一种对海量数据进行空间划分的算法 ,从而大大提高了海量数据的处理效率 .应用实例表明 ,算法效果良好 .

基于检测球控制的网格模型简化算法研究

在逆向工程、计算机图形学等应用领域中 ,经常采用多边形网格模型 (多为三角形网格 )来描述几何形体 ,但网格中三角片数目往往非常庞大 .为了保证对模型的后续操作能有效地进行 ,有必要在满足一定精度的条件下对其进行简化 .提出了一种基于检测球控制简化精度的网格模型简化算法 .该算法运行速度快 。

关于CAD技术的发展动向和应用推广的若干建议

本文介绍了ＣＡＤ技术的发展概况；重点分析了当前ＣＡＤ技术的发展动向，包括ＣＡＤ的４种建模方法、ＣＡＤ的３代软件、ＣＡＤ技术的两个应用层次；根据我国ＣＡＤ应用工程发展纲要。

海量测量数据简化技术研究

随着坐标测量设备的发展 ,快速方便地获取包含被测物体更多细节的海量数据成为可能 ,但由于其数据量非常庞大 ,会严重影响模型重建算法的效率 .文中提出了 3种海量数据简化准则 :简化后数据集中点的个数、数据集中点的密度阈值及删除一点引起的法向误差的阈值 .根据这些准则 ,分别给出了相应的数据简化算法 .该算法的核心是用 Riemann图建立散乱测点间的邻接关系 ,在此基础上进行 Riemann图的最优遍历并计算测点处的最小二乘拟合平面 ,从而近似计算删除一点引起的误差 .文中提出的对海量数据进行空间划分的算法 ,提高了数据简化的效率 ,应用实例表明本文提出的算法达到了预期的效果 .

提高数控加工仿真速度和效果的关键技术研究

提出了三角网格模型局部重绘的顶点搜索算法 ,以提高数控加工动态仿真的速度和效果 每仿真一条加工代码 ,先为所有被改变的三角片构造一个略宽的包围盒 ,然后通过对该包围盒内部的像素点 ,以及沿 y方向从包围盒上下两条边出发对它外部的像素点进行搜索 ,获得完全或部分位于包围盒内的三角片所对应的顶点 ,并依此重绘这些三角片 在此基础上改进了本单位自主研制的机械CAD/CAM系列软件中加工仿真软件的功能 ,并通过对比测试 。

基于Z-map模型的球头铣刀铣削力建模与仿真

对球头铣刀铣削力建模进行了研究。在Z-map仿真模型的基础上,提出了识别加工中参与切削的切削刃单元的方法,通过考虑刀具偏心和刀具变形对瞬时切削厚度的影响,推导出了瞬时切削厚度的表达式,由铣削力和切削负载之间的关系,建立了球头铣刀三轴铣削力仿真模型。铣削力仿真计算与铣削实验的对比表明在考虑刀具偏心和刀具变形后所建立的铣削力模型能够对铣削力进行准确的预测。

主曲率均匀的网格光顺

针对三角网格数据提出了一种主曲率均匀的光顺方法 .该算法首先通过建立局部抛物二次曲面来估算网格顶点的主曲率和主方向 ,其次以邻点的主曲率和主方向的加权平均作为光顺后顶点的曲率值 ,然后由新曲率值和二次曲面方程计算出调整后的顶点位置 ,实现模型的光顺 .进行局部光顺时 ,将区域内的点组成各个封闭环 ,根据邻点所在环的层次分配权值 ,可以满足是否去除或保留内部区域特征的需要 .该文给出了应用实例 ,结果表明本方法对网格模型实施整体和局部光顺均有较好的效果 ,光顺前后模型体积变化较小 .

基于RBF神经网络的三角网格曲面孔洞修补

针对由测量数据重建得到的三角网格曲面存在孔洞的问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的修补方法。该方法首先检测出孔洞,通过对孔洞特征多边形实施三角化获得新增三角片顶点;在孔洞边界周围采集三角片顶点,将其作为样本点集来训练RBF网络;将训练好的RBF网络用于新增三角片顶点坐标的优化,最终实现孔洞的修补。修补实例表明,该算法对流形曲面上封闭孔洞的修补精度较高,修补效果良好。

CNC系统中几种升降速控制曲线的研究与比较

运动过程的升降速控制是CNC(Com puter num ericalcontrol)系统开发中的关键技术难题之一。文中在分别分析了数控系统中梯形、S型和直线加抛物型升降速曲线的基础上,对这几种控制方法各自的优缺点及适用场合进行了比较,并着重讨论了速度时间曲线是直线加抛物型的升降速曲线在由步进电机驱动的经济型数控系统中的应用,实验证明。

参数曲面上的插值与混合(英文)

如何表示曲面上的曲线,在处理诸如数控加工中的路径设计以及CAD/CAM等领域频繁出现的曲面裁剪问题时显得日益重要.给出了数据点的切方向(切方向及曲率向量或测地曲率值)指定而G1连续(G2连续)插值曲面上任意点列的方法.作为曲面上曲线插值问题的特例,还讨论了曲面上曲线的混合问题.基本思想是借助于微分几何的有关结论,曲面上曲线的插值问题被转化为其参数平面上类似的曲线插值问题.该方法能够用二维隐式方程来表示曲面上的插值曲线,从而把在显示该曲线时所面对的曲面求交的几何问题转化为计算隐式曲线的代数问题.实验证明该方法是可行的,而且适用于CAD/CAM及计算机图形学等领域.

三角网格模型的特征线提取

在反求工程中 ,散乱数据点云的曲面重构常采用三角网格模型 ,若将其转换成曲面实体模型则有更广泛的应用 ,从三角网格模型中提取特征线是转换过程中的重要步骤 在讨论反求工程中数据点云分块方法的基础上 ,采取“基于边”的方法来提取特征线 :先提取特征点 ,再连接成特征线 根据相邻三角片的法矢夹角和各点主曲率是否为极值 ,分两次提取特征点 ,利用三角顶点加权和均匀化等方法减少狭长三角片对特征点提取的计算误差影响 ,再将特征点分组连接成B样条曲线 文中算法的结果可为B样条曲面分片拟合和建立B

型腔边界拐角精加工刀轨生成算法的研究

在识别粗加工余料区域的基础上,从均匀径向切削深度、平滑刀轨路径等方面考虑,研究并实现了型腔边界拐角处的精加工刀轨生成算法。采用将拐角区域加工分为多个循环进行渐进切削的策略,可减小径向切深。同时,每一切削循环内切削段和空程刀轨段、各循环之间均采用圆弧过渡,刀轨路径满足一阶连续,从而可减小切削力的变化幅度和方向突变,提高加工精度。

型腔高速铣削刀轨生成算法研究

在常规的环切刀轨生成算法基础上 ,设计了型腔高速铣削加工刀轨生成算法 对刀轨的拐角进行了平滑处理 ,实现了相邻刀轨环之间的光滑曲线过渡 ,避免了刀具运动方向的急剧变化 。

三角网格模型孔洞修补算法研究

提出了一种空间多边形孔洞的修补算法 .该算法每次寻找三维孔洞多边形中夹角最小的一对邻边 ,构造新三角片 ,然后更新孔洞多边形 ,直到新增三角片完全覆盖了原有的孔洞 .算法中还引入了孔洞多边形特征面的概念 ,将新增三角片投影到孔洞多边形特征面上 ,对其进行合法性检查 .根据此算法可以获得三角片形状较为优化的修补结果 ,避免了狭长及错误三角片的出现 .实践证明该算法是稳定可靠的 .

动态扩充的零件库系统的研究与开发

在对零件库设计方法进行了深入研究和分析的基础上 ,提出了基于 C/ S模式的零件库系统构架 ,设计了链表式数据库 ,并提出了基于链表式数据库的动态匹配算法 ,实现了零件库 (含组合件 )系统的动态扩充和零件及组合件尺寸参数的离线编辑功能 ,从而大大地提高了零件库、组合件库的建库效率 ,所开发的零件库系统已应用于“基于知识的机床夹具 CAD系统”。

基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化

针对加工过程中切削用量变化较大的复杂零件铣削加工工艺参数优化问题,提出了基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化方法 通过引入时段组合的概念,将连续问题转化成离散问题,将变参数优化问题转化成多参数优化问题,建立了相应的数学模型;然后根据优化目标函数以及设计参数的性质,将多参数优化问题分解成若干独立的子问题,以简化问题的求解;

基于主参数信息模型的多实例库设计

产品信息模型和实例库的设计是基于实例产品设计的基础 用主参数封装零件、组合件和产品的信息 ,建立了主参数信息模型 ,实现了表格驱动的产品级参数化设计技术 在此基础上提出一种新的多实例库设计方法 ,该方法数据冗余少 ,信息关联度强 根据文中方法开发的“基于知识的机床夹具CAD系统”已经成功地应用于某大型航空企业 。

带属性的三角网格模型简化算法研究

在计算机视觉、计算机仿真、网络传输中 ,经常遇到带有颜色、纹理等属性的三角网格模型的简化问题 .文中提出一种带属性的三角网格模型简化的算法 ,该算法将表征网格顶点信息的向量由简单的三维几何信息扩展到包含颜色、纹理等附加信息的多维向量 ,在 Rn空间中用对称 Hausdorff距离控制网格简化顺序和精度 ,既保证了简化网格模型在几何上与初始网格模型尽可能地相似 ,又较好地保存了初始网格模型的颜色。

测量点集的简化及其隐式曲面重建误差分析

基于测量点集的模型重建是逆向工程中的关键环节,为提高模型重建精度和重建效率、保证为模型重建提供必需的信息,简化测量点集、分析重建误差是十分必要的。首先实现了一种测量点集的快速简化算法,然后提出了采用紧支撑径向基函数建立简化后点集的隐式曲面方程,从而实现重建误差分析的方法。实例结果表明,本文简化算法效率较高、效果良好,运用隐式曲面实现的重建误差分析为简化测量点集提供了误差依据。

逆向工程中基于BP网络的自动特征识别器的设计与实现

应用BP网络技术设计了一种具有良好扩展性的基于前向反馈网络的自动特征识别器.该特征识别器能依据从三角网格模型中提取的输入信号自动识别出机械零件中常见的凸块、圆台、型腔、圆孔、台阶、直槽、T型槽、燕尾槽、V型槽等几何特征,并具有响应速度快、适应性广等优点.