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基于局部曲面重建的逆向工程系统模型的研究

字号+ 作者/录入:3d3d 来源:www.3d3d.cn 2006-01-29 [在线反馈] 我要评论

随着社会需求的多样化和短时性,将多样化的产品快速地推向市场,已成为制造商把握市场先机、求得生存的重要保障。目前,常用的四种快速原型方法有:光固化立体造型(Stereo Lithography,SLA);层片物体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM);选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS);熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling,FDM)。它们的共同特点是:产品信息均来自于CAD系统。此外,有的产品信息还可以通过另外两种方式得到:①根据市场需要的创新设计;②实物零件/几何模型。其中由实物零件/几何模型转换成CAD模型,并制造出产品的过程称之为,逆向(反求)工程(Reverse Engineering,RE)。

设计体素化算法时,精度(减少或消除走样)是首要考虑的问题,其次是拓扑关系的不变性和算法效率等。?8h4大湾区工业设计网

当断层图象之间的距离比断层图象内象素之间的距离大得多时,就需要用图象插值方法在原有断层图象之间再生成一些中间断层图象。比较常用的插值方法有线性加权平均法、轮廓插值法等。由于图象插值过程随意性较大,因此,在选择和设计时应考虑约束条件,确保算法有确定解。8h4大湾区工业设计网

另外,还可以采用比较成熟的CAD软件来完成曲面重构,如英国DELCAM软件中的CopyCAD(该模块与Microsoft可视化开发工具Visual Baic和Visual C++有二次开发接口,可以通过二次开发来 实现对某些特殊曲面的重构),这样可以减少很多工作量。而从体素重建物体表面,首先确定物体表面在每个体素内的小面片,然后将这些小面片连接起来,就构成了物体的表面。8h4大湾区工业设计网

经过修改的局部曲面体素化后,存在体数据的匹配问题,即实现数据融合。到目前为止,已提出的大量体数据匹配方法,相互之间差异较大。完全的全自动匹配方法还处于研究阶段,因此,一般通过人为设置标记来实现匹配。8h4大湾区工业设计网

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通常,求交点有以下几种情况:8h4大湾区工业设计网

①当光线与长方体交于一点时,按照体绘制的光学模型,这时光线的颜色向量就是背景颜色向量,不需要进行求交运算;8h4大湾区工业设计网

②由于体数据所处的长方体为凸性,光线不可能与长方体交于三点或三点以上;8h4大湾区工业设计网

③当光线与长方体交于两点时,这是最复杂的情况。一般的解决办法是,先确定光线是否与包含平行四边形的平面相交,如果是,再确定是否与平行四边形相交(如交点落在平行四边形的延长面上,就不是真正的交点,必须去除)。将平行四边形和交点都投影到由两个坐标轴定义的平面上,先确定要丢弃三个坐标轴中的哪一个,然后将平行四边形和交点投影到由其他两个坐标轴构成的平面上,与长方体六个外表面的每一个平行四边形的四条边分别进行计算。由此可见,这种求交算法与平行四边形各点存放的数据结构无任何联系,计算方法非常繁琐,同时编程实现也较为困难。   文  /  佚名

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