基于曲率特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)域分割和鈑金件曲面擬合的技術(shù)研究.pdf

1、鈑金件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多是按一定的特征進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的，多數(shù)的鈑金件表面是由平面、球面以及圓柱面等比較簡(jiǎn)單的解析曲面組成，并且這些曲面之間通常都具有一定的幾何約束關(guān)系。鈑金件的曲面重建不僅要重現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征，還要重現(xiàn)曲面間的約束關(guān)系，在滿(mǎn)足約束的條件下對(duì)鈑金件曲面重建，可以提高曲面重建的精度，更加符合設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，使得重建的鈑金件曲面模型能夠利于后續(xù)的改型設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)及生產(chǎn)加工等。
　　論文針對(duì)鈑金件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將鈑金件的曲面重

2、建分為點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理、點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)域分割、二次曲面特征識(shí)別與約束識(shí)別，基于特征和約束的曲面擬合四個(gè)階段，具體工作如下：
　　1、點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理。估算散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的法矢和曲率，并對(duì)法矢進(jìn)行調(diào)整，為了避免邊界附近數(shù)據(jù)點(diǎn)法矢和曲率估算不準(zhǔn)確對(duì)曲面特征識(shí)別的影響，在數(shù)據(jù)點(diǎn)區(qū)域分割前提取出過(guò)渡區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)于鈑金件，其過(guò)渡區(qū)域主要是圓角過(guò)渡，當(dāng)主要區(qū)域擬合后，可通過(guò)三維軟件直接生成；
　　2、點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)域分割。將預(yù)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐

3、標(biāo)、估算出的法矢、高斯曲率和平均曲率組成八維特征向量，應(yīng)用基于遺傳算法的模糊聚類(lèi)算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的區(qū)域分割；
　　3、二次曲面特征識(shí)別與約束識(shí)別。采用最小二乘法獲取平面初始特征參數(shù)，用判別式法確定其它類(lèi)型曲面的初始參數(shù)，對(duì)曲面特征不完整的數(shù)據(jù)點(diǎn)，在判別式法的基礎(chǔ)上采用無(wú)約束粒子群算法對(duì)分割后的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲面類(lèi)型判斷和曲面擬合。采用參考特征離線(xiàn)參數(shù)化方法識(shí)別出曲面間的約束關(guān)系，并給出曲面間約束識(shí)別的具體實(shí)現(xiàn)方法。
　　4、基于