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径向基函数在逆向工程中的应用研究

作　者: 杜佶
导　师: 张丽艳
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 径向基函数 紧支撑径向基函数 隐式曲面 曲面重建 三角网格 法矢调整 孔洞修补
分类号: TP391.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 274次
引　用: 8次
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内容摘要


对散乱数据点集进行曲面重建是逆向工程中的关键问题,使用体视化思想解决该问题,把散乱数据点集作为体视化中的采样数据,可以重建得到含有物体内部信息的产品模型,并采用隐式曲面的方式来表示重建结果。在隐式曲面方程的构造方法上,使用径向基函数对散乱点集进行插值,表现出良好的精确性和光滑性,因而在近年来得到国内外众多学者的研究。本文从使用径向基函数对散乱点集进行曲面重建出发,对径向基函数在逆向工程中的应用进行了研究,主要工作如下:Θ 研究了基于径向基函数(RBF)和紧支撑径向基函数(CSRBF)的散乱点曲面 重建技术。首先建立插值散乱数据点的隐式曲面方程,然后使用步进立方体 算法提取出曲面的三角网格模型。实验结果表明,这样得到的网格模型较基 于距离场函数的网格曲面重建方法在细节处有更好的描述。Θ 针对径向基函数进行曲面重建的前提条件,对散乱点云的法矢计算和调整进 行了研究。采用微切平面法计算散乱点的法矢,在已有法矢调整算法的基础 上提出并实现了两种新的法矢调整算法,使法矢调整的速度得到明显提高。Θ 应用径向基函数对三角网格曲面中孔洞的修补进行了研究,提出了一种新的 孔洞修补算法。该算法可以处理多种类型的孔洞,并保证修补后的区域同原 始曲面能光滑地融为一体。Θ 通过提取体数据场的等值面,很好地解决了任意拓扑网格曲面的等距曲面生 成问题。该方法的突出优点是生成的等距面不存在曲面自交问题,在快速原 型制造和数控加工中具有非常重要的实用价值。

全文目录


第一章 绪论  13-18
  1.1 逆向工程及应用  13-14
  1.2 体视化技术和隐式曲面  14-16
    1.2.1 体视化技术  14-15
    1.2.2 隐式曲面  15-16
  1.3 论文选题依据及研究内容  16-18
第二章 基于径向基函数的三角网格模型重建  18-36
  2.1 RBF 的隐式曲面建立  18-22
    2.1.1 RBF 的隐式曲面形式  18-19
    2.1.2 约束点的描述  19-21
    2.1.3 隐式曲面的生成  21-22
  2.2 三角网格模型的生成  22-24
    2.2.1 隐式曲面的显示  22-23
    2.2.2 MC 算法  23
    2.2.3 网格模型的生成  23-24
  2.3 CSRBF 的隐式曲面生成  24-31
    2.3.1 CSRBF 简介  24-25
    2.3.2 数据处理过程  25-30
    2.3.3 生成三角网格模型  30
    2.3.4 关于 CSRBF 的讨论  30-31
  2.4 大数据量求解算法  31
  2.5 应用实例  31-35
  2.6 本章小结  35-36
第三章 散乱点云的法矢计算  36-54
  3.1 微切平面法计算法矢  37-39
  3.2 法矢传播调整算法  39-41
  3.3 二叉树分块调整算法  41-46
    3.3.1 点云的分块和块间关系的建立  42-44
    3.3.2 块内数据点的法矢调整  44
    3.3.3 块间散乱点的传播调整  44-45
    3.3.4 算法讨论  45-46
  3.4 基于法向距离的调整算法  46-50
    3.4.1 算法原理  46-47
    3.4.2 两次最近距离一次K 近邻遍历  47-48
    3.4.3 三次最近距离法解决死锁问题  48-49
    3.4.4 算法流程  49-50
  3.5 实例  50-52
  3.6 本章小结  52-54
第四章 RBF 在修补三角网格孔洞方面的研究  54-71
  4.1 相关研究工作  54-56
  4.2 孔洞修补的基本定义  56-57
  4.3 基本算法——对单一孔洞的修补  57-62
    4.3.1 使用径向基函数对修补孔洞的应用性  57
    4.3.2 孔洞填充  57-59
    4.3.3 孔洞曲面隐式方程的建立  59-61
    4.3.4 新增三角片顶点向曲面的位置调整  61-62
  4.4 对岛屿孔洞的修补  62
  4.5 对半封闭孔洞的修补  62-64
  4.6 对深孔岛屿的修补  64-65
  4.7 修补结果的优化  65-66
  4.8 应用实例  66-70
  4.9 本章小结  70-71
第五章 用 RBF 构造等距面及网格曲面的细分光顺  71-83
  5.1 数据简化后的隐式曲面重建  71-75
    5.1.1 几种不同的数据简化算法  71-72
    5.1.2 简化算法在基于RBF 重建中的应用  72-75
  5.2 构造等距曲面  75
  5.3 曲面细分光顺  75-78
  5.4 实例  78-82
  5.5 本章小结  82-83
第六章 总结与展望  83-85
  6.1 全文工作总结  83
  6.2 后继工作展望  83-85
参考文献  85-90
致谢  90-91
攻读硕士期间发表的论文  91

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术
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