第四章三維模型重建

第四章三維模型重建逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：（1）理解：逆向工程中三維模型重構(gòu)的過程和方法。（2）掌握：曲線擬合造型和曲面片直接擬合造型的方法和技巧。（7）理解：三維模型的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和曲線和曲面的光順評(píng)價(jià)和處理方法。第一節(jié)概論第二節(jié)曲線擬合造型第三節(jié)曲面片直接擬合造型第四節(jié)模型質(zhì)量評(píng)價(jià)課前復(fù)習(xí)逆向工程中曲面重構(gòu)的特點(diǎn)、重構(gòu)過程及其重構(gòu)曲面的二種方法。逆向工程中基于曲線的擬合造型方法以及相應(yīng)的軟件。第四節(jié)曲面片直接擬合造型曲面片直接擬合造型是直接對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。曲面直接擬合造型既可以處理有序點(diǎn)，也能處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)（散亂點(diǎn)）.數(shù)字化設(shè)備采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與處理曲面片擬合曲面模型重建模型評(píng)價(jià)實(shí)體模型下游應(yīng)用圖4-4曲面片擬合造型應(yīng)用這種三邊域曲面重構(gòu)方法的典型商用軟件是Geomagic軟件。該軟件可輕易地從掃描所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。Geomagic軟件主要應(yīng)用于快速消費(fèi)品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面。該軟件具有多元化的功能，即能處理幾何曲面造型，又能處理以CT和MRI數(shù)據(jù)為代表的斷層界面數(shù)據(jù)造型，使軟件在醫(yī)療成像領(lǐng)域具有影響力。該軟件主要包括GeomagicQualify,GeomagicShape,GeomagicWrap,GeomagicDecimate,GeomagicCapture等五個(gè)模塊。輸出匹配的文件格式(IGS、STL等)。自動(dòng)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形快速減少多邊形數(shù)目(Decimate)曲面分析(公差分析等)把多邊形轉(zhuǎn)換為曲面主要功能包括：GeomagicStudio軟件工作流程如下圖所示：應(yīng)用四邊域曲面重構(gòu)方法的Imageware軟件在點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、曲線構(gòu)建和曲面構(gòu)建方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，能快速重構(gòu)高品質(zhì)的曲面；在曲面的實(shí)時(shí)檢測(cè)與分析中，可以提供多樣的比較圖示，方便技術(shù)人員及時(shí)準(zhǔn)確的把握曲面特征，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦薷?；將Imageware軟件和UG軟件過渡面的生成和實(shí)體生成方面的功能結(jié)合運(yùn)用在汽車、航空、航天、家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件等多個(gè)領(lǐng)域，將達(dá)到高效、快捷的目的，大大提高生產(chǎn)效率。曲面重構(gòu)方法的比較：應(yīng)用三邊域曲面重構(gòu)方法的GeomagicStudio軟件主要是采用基于三角域曲面重構(gòu)法，然后再通過曲面轉(zhuǎn)換模塊來完成。樣品經(jīng)過點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取、點(diǎn)云預(yù)處理等操作，然后就進(jìn)行曲面重構(gòu)。優(yōu)勢(shì)在于其強(qiáng)大的點(diǎn)云處理能力和快速構(gòu)面功能，能很大地提高經(jīng)濟(jì)效益，將其與UG強(qiáng)大的實(shí)體功能的結(jié)合將結(jié)合在一起，應(yīng)用在快速消費(fèi)品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面，將收到意想不到的效果，節(jié)省很多生產(chǎn)的時(shí)間成本。第四節(jié)模型質(zhì)量評(píng)價(jià)重構(gòu)的CAD模型能否表現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)物？?jī)烧咧g的誤差有多大？由逆向工程中重構(gòu)得到的模型和實(shí)物樣件的誤差到底有多大?所建立的模型是否可以接受?

比較實(shí)物模型與CAD模型的差異通過比較點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型和CAD模型的差異,評(píng)價(jià)模型精度對(duì)曲面光順性能質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià).根據(jù)模型制造的零件是否與數(shù)學(xué)模型相吻合。檢驗(yàn)制造產(chǎn)品與CAD模型的差異基于重構(gòu)的CAD模型，首先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化，然后將數(shù)據(jù)點(diǎn)和模型對(duì)齊后，通過計(jì)算點(diǎn)到模型的距離來比較差異。一般通過專用的逆向軟件的自帶功能實(shí)現(xiàn)。曲線私評(píng)價(jià)林：曲線攝光順離評(píng)價(jià)曲率芒梳曲線晶光順賺處理曲面撒評(píng)價(jià)竿：曲面搭光順雅評(píng)價(jià)反射晚線法高光端線法等照深度法焦點(diǎn)互曲面抵法曲面牌光順匹處理曲面應(yīng)光順取轉(zhuǎn)化遼為網(wǎng)絞格線將的光故順性互問題本章吐小結(jié)本章息闡述拿了曲兩面造吊型在券逆向嫌工程悟的作芹用。殿介紹隸了曲徹線擬合造責(zé)型和且曲面姓片直駛接擬優(yōu)合造塘型兩避種常腐用的蟻曲面枝生成眠方法吧，并介堵紹了蕉曲線欠、曲得面的軋光順業(yè)評(píng)價(jià)姑準(zhǔn)則弊和處江理方祖式。在實(shí)銷踐中錢，進(jìn)版行模頑型重估構(gòu)時(shí)扶選擇鼻哪種粱造型季方法渡取決