基于重采樣的nurbs曲面重構研究

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1、分類號；密級：ＵＤＣ：學號：４０５９２８９１３０７９南昌大學碩±研究生學位論義基于重采樣的ＮＵＲＢＳ曲面重構研究ＳｔｕｄｏｎＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＮＵＲＢＳＳｕｒｆａｃｅｓｙＢａｓｅｄｏｎＲｅ－ｓａｍｐｌｉｎｇ李澤、系：培養(yǎng)單位（院）機電工程學院指導教師姓名、職稱：吳祿慎教授申請學位的學科口類：王學學科專業(yè)名稱：機械工程論文答辯日期：２０１６年５月２８日答辯委員會主席；《卻／評閱人：玉２０１６年ｒ月巧日■．一、學位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明

2、所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的除了文中特別加Ｗ標注和致謝的地方外，論文中不包含研究成果，。據(jù)我所知其他入己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南昌大學或其他教育機一構的學位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。？日簽字日期：學位論文作者簽名：年月巧（手寫）４詩二、學位論文版權使用授權書昌大學有關保留，同意本學位論文作者完全了解南、使用學位論文的規(guī)定學校有權保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和電子版，允許入論文

3、被查閱和借閱。本人授權南昌大學可Ｗ將學位論文的全手部段或部分內(nèi)容編有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復制保存、匯編本學位論（光盤版）電子雜志文。同時授權北京萬方數(shù)據(jù)股份有限公司和中國學術期刊《中國優(yōu)秀博碩±學位社將本學位論文收錄到《中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫》和供論＂文全文＂規(guī)數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表，并通過網(wǎng)絡向社會公眾提信息服務，同意按章程定享受相關權益。學位論文作者簽名（手寫）：．導師簽名巧寫寺游—簽字日期；年Ｘ月＾日簽字日期：（年Ｊ月誠日—論文題目＾科科；＾＾／〇／＾＾的必展皆作識《—－著４羣

4、論姓名■Ｉ學號Ｉ知畔文苗別Ｉ博扣碩±＂—－Ｉ院／系／所？＾巧ｒ巧夸ｐｉＩ專業(yè)ＩＥｍａｉｌ＿備注：／＂：ｎ保密（向巧學仿辦申請獲批準為＂保密，年月后公摘要摘要三維模具數(shù)字化修復及其可視化技術是實現(xiàn)缺陷模具快速準確、高質(zhì)量、高效率、低成本修復的有效手段。隨著各大生產(chǎn)廠商對缺陷模具修復提出的更高要求，如何在滿足自身工藝精度要求的前提下盡可能提高模具數(shù)字化的速度和簡度，縮短生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)成本已成為該領域的熱點課題。因此本文針對復雜模具缺陷修復中數(shù)據(jù)處理耗時長、精度低的問題，對海量點云數(shù)據(jù)的重采樣技術和曲面重

5、構技術展開研究，并通過系統(tǒng)軟件開發(fā)和實際模具的數(shù)字化過程驗證研究成果。論文主要研究要點如下：（1）曲率作為點云數(shù)據(jù)處理的基礎，為了提高曲率估算的準確性，通過對比分析國內(nèi)外學者關于曲率估算的研究，提出一種較優(yōu)的改進Meyer算法，并進行實驗驗證。實驗表明該方法針對各種曲面都能取得較優(yōu)異的效果，所得到平均誤差均較低，也為后續(xù)基于曲率的區(qū)域劃分奠定了良好的基礎，具有其有效性。（2）為了有效的將數(shù)據(jù)點實現(xiàn)區(qū)域劃分，提出基于曲率的區(qū)域劃分方法。通過比較每個數(shù)據(jù)點的平均曲率值與指定的平均曲率閾值的大小劃分出數(shù)據(jù)點云的特征區(qū)域點與平坦區(qū)域點，為后續(xù)針對點云數(shù)據(jù)

6、的重采樣技術做準備。實驗表明該方法能夠有效的實現(xiàn)區(qū)域劃分。（3）針對海量點云數(shù)據(jù)處理耗時長、效率低造成曲面重構精度低的問題，提出一種改進的重采樣算法，在區(qū)域劃分的基礎上，針對特征區(qū)域和平坦區(qū)域分別進行曲率采樣和均勻采樣，該方法既保持了曲率采樣方法能夠很好的保留模型細節(jié)特征的特點，又繼承了均勻采樣方法使得點云數(shù)據(jù)分布均勻并能防止出現(xiàn)空白區(qū)域的優(yōu)點，最終獲得較高曲面重構精度，同時相較于單純的采用曲[59]率采樣算法減少了點云數(shù)據(jù)處理的時間，具有其實際意義。（4）為了實現(xiàn)模具數(shù)字化CAD模型的建立及其再設計制造，對曲面重構技術進行研究，采用NURBS曲

7、面重建方法。實驗證明，NURBS曲面具有靈活性大以及效率高等優(yōu)點，能夠準確而簡易的表達一個已有的自由曲面，同時在此基礎上實現(xiàn)對曲面的分析、編輯以及繪制。（5）為了計算出NURBS曲面重建的精度，利用基于區(qū)域劃分迭代搜索方I摘要法，計算出真實點云與擬合曲面之間的最短距離。實驗可得擬合曲面和真實點云之間最短距離的平均偏差為0.0186mm。（6）為了驗證理論研究的有效性，設計并搭建點云數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，針對所采用的方法進行編程實驗。該系統(tǒng)以單文檔的OpenGL圖形編程環(huán)境和vs2012為基礎，能夠完成從實物模具到CAD模型重建的全過程，實現(xiàn)對點云數(shù)據(jù)

8、的讀取、顯示、基本交互操作、基于曲率的區(qū)域劃分、重采樣、NURBS曲面重構、保存等操作，滿足對點云數(shù)據(jù)處理的預期。關鍵詞：曲率估算;區(qū)域