逆向工程中散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和實(shí)體化研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比,實(shí)物逆向設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新方法,是一個從產(chǎn)品實(shí)物到產(chǎn)品數(shù)字模型的設(shè)計(jì)下游往設(shè)計(jì)上游追溯的過程。實(shí)物逆向技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航天工業(yè)、電子產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)科技、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域。目前,隨著CAD/CAM技術(shù)的飛速發(fā)展,關(guān)于機(jī)械產(chǎn)品的逆向技術(shù)的研究越來越多,但關(guān)于具有復(fù)雜內(nèi)腔和外形以及配合精度要求的鼠標(biāo)的逆向研究報道尚不多見。
　　從原始鼠標(biāo)、機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)(光學(xué)鼠標(biāo),激光鼠標(biāo))再到如今的觸控鼠標(biāo),鼠標(biāo)技術(shù)經(jīng)

2、歷了幾代的更新變換。鼠標(biāo)是我們最頻繁操作的設(shè)備之一,通過研究新材料并同時改進(jìn)鼠標(biāo)結(jié)構(gòu),可以提高鼠標(biāo)的使用壽命,應(yīng)用的進(jìn)步讓人們對鼠標(biāo)開始提出更多的要求,包括舒適的操作手感、靈活的移動和準(zhǔn)確定位、可靠性高、不需經(jīng)常清潔,鼠標(biāo)的美學(xué)設(shè)計(jì)和制作工藝也逐漸為人所重視。本文采用實(shí)物逆向工程技術(shù)對鼠標(biāo)進(jìn)行了逆向設(shè)計(jì)。
　　本文的研究對象為來源于日常生活中使用的鼠標(biāo),文中依據(jù)實(shí)物逆向工程的技術(shù)路線,基于激光三維掃描儀測得的點(diǎn)云數(shù)據(jù),借助兩個逆向

3、工程軟件Imageware、Geomagic Studio、通用CAD軟件Pro/E,基于曲面重構(gòu)對具有復(fù)雜內(nèi)腔面的鼠標(biāo)進(jìn)行了逆向設(shè)計(jì),獲得了鼠標(biāo)的數(shù)字設(shè)計(jì)參數(shù)、尺寸、形狀和實(shí)體模型。文中對鼠標(biāo)采用了適合的三維數(shù)據(jù)獲取方式,測得鼠標(biāo)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù),對激光掃描儀測得的實(shí)物點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)預(yù)處理,包括點(diǎn)云降噪、多視對齊、對齊點(diǎn)云至軟件坐標(biāo)系、漏洞填充和數(shù)據(jù)分割等;并在預(yù)處理后的點(diǎn)云基礎(chǔ)上,對鼠標(biāo)的曲面模型進(jìn)行重構(gòu),獲得了鼠標(biāo)的完整曲面,且

4、曲面誤差在給定的公差范圍內(nèi);最后對逆向得到的曲面模型提取輪廓線,基于輪廓線構(gòu)建實(shí)體,并由實(shí)體模型生成工程圖,然后快速成型,經(jīng)過試制驗(yàn)證了本文所提出方法的正確性和有效性。
　　本課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)有:
　　①從散亂點(diǎn)云提取角度對鼠標(biāo)進(jìn)行了逆向設(shè)計(jì),提出了基于利用基于八叉樹非均勻網(wǎng)格法,將點(diǎn)云處理成按掃描線存儲的結(jié)構(gòu)化測量數(shù)據(jù),再利用空間采樣(Space Sampling)距離誤差法進(jìn)行逐線精簡,這樣能夠出來一些曲率變化大,具有復(fù)