基于曲率特征的點云數據區(qū)域分割和鈑金件曲面擬合的技術研究.pdf

1、鈑金件產品結構復雜，大多是按一定的特征進行設計和加工的，多數的鈑金件表面是由平面、球面以及圓柱面等比較簡單的解析曲面組成，并且這些曲面之間通常都具有一定的幾何約束關系。鈑金件的曲面重建不僅要重現(xiàn)結構特征，還要重現(xiàn)曲面間的約束關系，在滿足約束的條件下對鈑金件曲面重建，可以提高曲面重建的精度，更加符合設計者的設計意圖，使得重建的鈑金件曲面模型能夠利于后續(xù)的改型設計和模具設計及生產加工等。
　　論文針對鈑金件的結構特點，將鈑金件的曲面重

2、建分為點云數據預處理、點云數據區(qū)域分割、二次曲面特征識別與約束識別，基于特征和約束的曲面擬合四個階段，具體工作如下：
　　1、點云數據預處理。估算散亂點云數據的法矢和曲率，并對法矢進行調整，為了避免邊界附近數據點法矢和曲率估算不準確對曲面特征識別的影響，在數據點區(qū)域分割前提取出過渡區(qū)域的點云數據，對于鈑金件，其過渡區(qū)域主要是圓角過渡，當主要區(qū)域擬合后，可通過三維軟件直接生成；
　　2、點云數據區(qū)域分割。將預處理的點云數據的坐

3、標、估算出的法矢、高斯曲率和平均曲率組成八維特征向量，應用基于遺傳算法的模糊聚類算法實現(xiàn)點云數據的區(qū)域分割；
　　3、二次曲面特征識別與約束識別。采用最小二乘法獲取平面初始特征參數，用判別式法確定其它類型曲面的初始參數，對曲面特征不完整的數據點，在判別式法的基礎上采用無約束粒子群算法對分割后的數據點進行曲面類型判斷和曲面擬合。采用參考特征離線參數化方法識別出曲面間的約束關系，并給出曲面間約束識別的具體實現(xiàn)方法。
　　4、基于