三維散亂數(shù)據(jù)自由曲面逼近技術(shù)與研究報告與應(yīng)用

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1、-聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目:三維散亂數(shù)據(jù)自由曲面逼近技術(shù)研究與應(yīng)用專業(yè)代碼：080251作者姓名：蔣永琪學(xué)號：20080020339單位：聊城大學(xué)東昌學(xué)院指導(dǎo)教師：崔傳輝2012年5月10日.---目錄前言11.概論11.1自由曲線、曲面發(fā)展簡介11.2逆向工程的流程21.3計算機(jī)圖形學(xué)編程技術(shù)研究現(xiàn)狀31.4本論文的主要工作32.基礎(chǔ)理論42.1完備的空間概念42.1.1傳統(tǒng)空間的缺陷42.1.2仿射空間42.2曲線、曲面的表達(dá)形式62.2.1四種曲線、曲面表示方法62.2.2朗格朗日插值及其路徑圖62.2.3有理曲線102.2.4曲面1

2、12.3工具平臺簡介112.4本章小節(jié)133.曲面逼近的SCILAB實現(xiàn)133.1　B-樣條曲面逼近流程133.2B-樣條曲面逼近的程序?qū)崿F(xiàn)——偽代碼143.3應(yīng)用實例163.4偏差檢測203.4.1曲面逼近的偏差檢測203.5本章小結(jié)22結(jié)論23.---參考文獻(xiàn)24致謝25.---摘要深入研究自由曲線、曲面的基礎(chǔ)理論方法及其在產(chǎn)品逆向工程建模中的應(yīng)用，擬提出坐標(biāo)無關(guān)的三維散亂數(shù)據(jù)點B-樣條曲面逼近算法，主要研究內(nèi)容及成果如下：(1)系統(tǒng)、深入地探討自由曲線、曲面的理論體系，并應(yīng)用插值路徑圖實現(xiàn)曲線、曲面構(gòu)建過程；(2)提出三維散亂數(shù)據(jù)的自由曲面逼近算法，實

3、現(xiàn)三維散亂數(shù)據(jù)的自由曲面逼近算法。(3)以Scilab為基礎(chǔ)工具實現(xiàn)上述算法，并檢驗算法的合理性及其正確性。關(guān)鍵詞：逆向工程；參數(shù)化；Scilab.---AbstractThisthesisstudiedandresearchedthebasictheoryoffree-formcurve,Surfaceandthemethodinproductsreverseengineeringmodeling.CarryouttheB-splineapproximationof3Dscattereddatawhichisnotrelativetocoordinate.

4、Themaincontentsandachievementsareasfollows:(1)Thecurveandsurfacetheoreticalsystemaredeeplystudied.Realizedtheconstructionofcurveandsurfacebasedontheinterpolationmap.(2)Putforwardanalgorithmof3DscattereddatabasedonaffinespaceandB-splinebasisfunctionandB-splinedifferentialexpression.

5、(3)RealizedandCheckedoutthecorrectnessandreasonableoftheaboveaalgorithmbasedonSCILABKeywords:ReverseEngineering;Parameters;SCILAB.---三維散亂數(shù)據(jù)自由曲面逼近技術(shù)研究與應(yīng)用前言傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)，一般是首先由設(shè)計人員根據(jù)市場需求抽象出產(chǎn)品的功能描述，接著在CAD造型軟件中進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，最后完成其物理實現(xiàn)——制造出產(chǎn)品。為了實現(xiàn)快速產(chǎn)品開發(fā)，設(shè)計工程師常常需要以己知的樣件(模型)為依據(jù)或參考原型，進(jìn)行仿

6、形、改型設(shè)計或工業(yè)造型設(shè)計。比如，在摩托車、汽車車身和覆蓋件/裝飾件等的工業(yè)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計中，形狀獨特而復(fù)雜的自由曲面件一般不能直接建立CAD模型，往往是以制件模型(如粘土模型等)或經(jīng)手工進(jìn)行修改后的樣件為設(shè)計原型。這時就要求根據(jù)這些模型的表面測量數(shù)據(jù)，基于新的設(shè)計概念和功能描述重構(gòu)CAD模型，然后用快速原型或數(shù)控加工方法得到樣件并進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化評估，直至得到滿意的設(shè)計結(jié)果。這種對實物模型先后進(jìn)行仿形測量、CAD模型重構(gòu)、模型加工并進(jìn)行優(yōu)化評估的設(shè)計方法稱為逆向工程Engineering).逆向工程是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、實現(xiàn)快速制造的途徑之一，尤其在形狀復(fù)雜的物

7、體或由自由曲面組成的物體的開發(fā)研制中。目前，逆向工程的思想、理論與方法廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、輪船、工藝品、玩具等行業(yè)，對于這些行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造具有重大的理論與實際意義。1.概論1.1自由曲線、曲面發(fā)展簡介1963年美國波音(Boeing)飛機(jī)公司的弗格森(Ferguson)首先提出了將曲線曲面表示為參數(shù)的矢函數(shù)方法。他最早引入?yún)?shù)三次曲線，構(gòu)造了組合曲線和由四角點的位置矢量及兩個方向的切矢定義的弗格森雙三次曲面片。從此曲線曲面的參數(shù)化形式成為形狀數(shù)學(xué)描述的標(biāo)準(zhǔn)形式。1964年美國麻省理工學(xué)院(MIT)的孔斯(Coons)發(fā)表了一個具有一般性的曲面描述

8、方法，給定圍成封閉曲線的四條邊界就可定義一塊曲面片。