毕业设计（论文）-三维散乱数据自由曲面逼近技术研究与应用.doc

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聊城大学东昌学院

本科生毕业论文(设计)
题目: 三维散乱数据自由曲面
逼近技术研究与应用

专业代码: 080251
作者姓名:
学号:
单位: 聊城大学东昌学院
指导教师:

2012年5 月 10 日
目录
前言 1
1
自由曲线、曲面发展简介 1
逆向工程的流程 2
计算机图形学编程技术研究现状 3
本论文的主要工作 3
2. 基础理论 4
完备的空间概念 4
传统空间的缺陷 4
仿射空间 4
曲线、曲面的表达形式 6
四种曲线、曲面表示方法 6
朗格朗日插值及其路径图 6
有理曲线 10
曲面 11
工具平台简介 11
本章小节 13
3. 曲面逼近的SCILAB实现 13
B-样条曲面逼近流程 13
B-样条曲面逼近的程序实现——伪代码 14
应用实例 16
偏差检测 20
曲面逼近的偏差检测 20
本章小结 22
结论 23
参考文献 24
致谢 25
摘要
深入研究自由曲线、曲面的基础理论方法及其在产品逆向工程建模中的应用,拟提出坐标无关的三维散乱数据点B-样条曲面逼近算法,主要研究内容及成果如下:
(1)系统、深入地探讨自由曲线、曲面的理论体系,并应用插值路径图实现曲线、曲面构建过程;
(2)提出三维散乱数据的自由曲面逼近算法,实现三维散乱数据的自由曲面逼近算法。
(3)以Scilab为基础工具实现上述算法,并检验算法的合理性及其正确性。
关键词:逆向工程;参数化; Scilab
Abstract
This thesis studied and researched the basic theory of free-form curve, Surface and the method in products reverse engineering modeling. Carry out the B-spline approximation of 3D scattered data which is not relative to coordinate. The main contents and achievements are as follows:
(1)The curve and surface theoretical system are deeply studied. Realized the construction of curve and surface based on the interpolation map.
(2)Put forward an algorithm of 3D scattered data based on affine space and B-spline basis function and B-spline differential expression.
(3)Realized and Checked out the correctness and reasonable of the above a algorithm based on SCILAB
Keywords : Reverse Engineering; Parameters; SCILAB
三维散乱数据自由曲面逼近技术研究与应用
前言
传统的产品开发,一般是首先由设计人员根据市场需求抽象出产品的功能描述,接着在CAD造型软件中进行产品的概念设计,再在此基础上进行详细设计,最后完成其物理实现——制造出产品。
为了实现快速产品开发,设计工程师常常需要以己知的样件(模型)为依据或参考原型,进行仿形、改型设计或工业造型设计。比如,在摩托车、汽车车身和覆盖件/装饰件等的工业设计和详细设计中,形状独特而复杂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)或经手工进行修改后的样件为设计原型。这时就要求根据这些模型的表面测量数据,基于新的设计概念和功能描述重构CAD模型,然后用快速原型或数控加工方法得到样件并进行反复优化评估,直至得到满意的设计结果。这种对实物模型先后进行仿形测量、CAD模型重构、模型加工并进行优化评估的设计方法称为逆向工程Engineering).逆向工程是缩短产品开发周期、实现快速制造的途径之一,尤其在形状复杂的物体或由自由曲面组成的物体的开发研制中。目前,逆向工程的思想、理论与方法广泛应用于航空航天、汽车、轮船、工艺品、玩具等行业,对于