逆向工程中數(shù)據(jù)分塊技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程技術(shù)作為一種新的產(chǎn)品開發(fā)形式，在消化吸收國外先進技術(shù)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提升產(chǎn)品競爭力中發(fā)揮著重要的作用。在實際生產(chǎn)中，產(chǎn)品的外形一般多由規(guī)則曲面和自由曲面等通過拼接、過渡、縫合等組成。僅用單一曲面數(shù)學模型擬合產(chǎn)品外形曲面，難以保證重構(gòu)曲面的精度和光順性要求。因此，在產(chǎn)品外形的曲面重構(gòu)中，為降低重構(gòu)曲面的描述難度，提高擬合質(zhì)量，需對點云數(shù)據(jù)進行分塊。數(shù)據(jù)分塊是逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，也一直是逆向工程的研究熱點和難點，數(shù)據(jù)分塊的

2、結(jié)果將直接影響后期曲面重構(gòu)的效率、精度和光順性。
　　 數(shù)據(jù)分塊，是在獲取的產(chǎn)品點云數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行的。但由于數(shù)據(jù)獲取方法、工作環(huán)境以及測量設備自身的原因，使測量所得到的高密度散亂點云數(shù)據(jù)存在著大量噪聲點、冗余數(shù)據(jù)和表面缺陷等，造成以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的三角網(wǎng)格模型存在孔洞、自交網(wǎng)格、法向量錯誤、重疊、頂點錯誤、孤立網(wǎng)格等錯誤，對后續(xù)數(shù)據(jù)分塊產(chǎn)生影響。針對這一問題，本文給出點云數(shù)據(jù)預處理的技術(shù)路線。首先，對三角網(wǎng)格模型中存在的錯誤三

3、角面片進行識別和刪除，形成只包含單一孔洞錯誤的三角網(wǎng)格模型。然后，針對單一孔洞錯誤進行集中修復。最后采用主曲率和主方向均勻的三角網(wǎng)格光順方法進行去噪處理。通過對試驗塊數(shù)據(jù)處理前后對比，驗證該方法可有效降低由于點云數(shù)據(jù)誤差對后續(xù)分塊產(chǎn)生的影響。
　　 本文在研究了現(xiàn)有數(shù)據(jù)分塊方法的基礎(chǔ)上，通過對產(chǎn)品外形特征的分析和總結(jié)，提出通過提取曲面之間過渡曲面來分割數(shù)據(jù)點云的方法。針對含有復雜過渡曲面和一般過渡曲面的產(chǎn)品外形不易分塊的問題，以

4、及分塊數(shù)據(jù)的凹凸一致性要求。通過分析基本曲面與過渡曲面法矢夾角變化特點，提出基于三角網(wǎng)格模型二次分塊方法，根據(jù)三角網(wǎng)格頂點法矢與種子點法矢夾角以及網(wǎng)格頂點高斯曲率正負情況，分兩次對數(shù)據(jù)點云進行分塊的方法，通過對包含基本曲面和過渡曲面的試驗塊分塊，證明了該方法的有效性和穩(wěn)定性。該方法為由基本曲面、自由曲面、尖銳邊界過渡曲面、一般過渡曲面和復雜過渡曲面組成的產(chǎn)品曲面分塊提供了依據(jù)。
　　 將本文研究結(jié)果應用于某型汽車轉(zhuǎn)向節(jié)叉殼體和某