基于小波分析和自適應(yīng)網(wǎng)格擬合的逆向工程研究.pdf

1、復(fù)雜曲面重構(gòu)是逆向工程實(shí)現(xiàn)自由曲面零件數(shù)字化仿制和改進(jìn)的一項(xiàng)重要技術(shù)，擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。一般的曲面重構(gòu)都是由測(cè)量點(diǎn)云經(jīng)過預(yù)處理，三角網(wǎng)格剖分，點(diǎn)云分塊，然后對(duì)分塊點(diǎn)云分別進(jìn)行曲面重構(gòu)。這類方法中的自由曲面重構(gòu)過程相當(dāng)繁瑣費(fèi)時(shí)，而且精度難以保證。由此，我們派生出由整塊的三角網(wǎng)格直接進(jìn)行曲面重構(gòu)的思想，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，它可跳過復(fù)雜且難以控制的點(diǎn)云分塊環(huán)節(jié)。
　　 通常對(duì)實(shí)物進(jìn)行采樣的測(cè)量方法應(yīng)用較多的是非接觸式測(cè)量，我們一

2、般運(yùn)用的是激光掃描儀，這種測(cè)量方法所采得的數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)包含許多隨機(jī)噪點(diǎn)，這些點(diǎn)的存在對(duì)點(diǎn)云的曲面重構(gòu)質(zhì)量有很大的影響。基于這些隨機(jī)噪點(diǎn)是一種較高頻率分量的信號(hào)，我們派生出利用小波分析理論進(jìn)行降噪，濾除這些隨機(jī)噪點(diǎn)，為接下來的復(fù)雜曲面重構(gòu)提供有利條件。
　　 本文首先通過研究現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備數(shù)據(jù)采集的原理、方法及特點(diǎn)，通過大量零件表面數(shù)據(jù)的測(cè)量，比較自由曲面測(cè)量的各種手段，并采用TDV800型激光掃描儀測(cè)得典型零件的含有隨機(jī)噪聲散亂點(diǎn)云

3、作為研究對(duì)象，對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼合、濾波、精簡(jiǎn)及坐標(biāo)變換等預(yù)處理操作，其主要是研究利用小波技術(shù)進(jìn)行降噪，即對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次小波分解，分解后得到近似系數(shù)和細(xì)節(jié)系數(shù)，再對(duì)細(xì)節(jié)系數(shù)作用閾值抑制噪聲，重建信號(hào)達(dá)到降噪的目的。小波分解后，可以在各個(gè)層次選擇閾值，對(duì)噪聲成分進(jìn)行抑制，手段更加靈活。更重要的是可以根據(jù)某些頻段分離出來的系數(shù)隨時(shí)間的變化，通過某些準(zhǔn)則來確定其是信號(hào)本身所包含的信息，還是噪聲。
　　 另外，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重構(gòu)過程中，將散

4、亂點(diǎn)云進(jìn)行等間隔區(qū)域分割，采用三角網(wǎng)格剖分手段來建立點(diǎn)云在空間的完整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)設(shè)計(jì)三角面片的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并保存輸出三角面片，將所得三角面片進(jìn)行四邊形劃分，利用參數(shù)化的曲線擬合所得的四邊形曲線網(wǎng)格的邊界線以及邊界線上的法線，再利用參數(shù)化曲面對(duì)四邊形面片進(jìn)行整體構(gòu)造，通過將參數(shù)化面片與被構(gòu)造的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行誤差比較，在誤差超出預(yù)設(shè)置值的情況下，再次對(duì)四邊形面片進(jìn)行細(xì)分，再次擬合，直至達(dá)到要求為止。
　　 針對(duì)本文各項(xiàng)研究，采用VC+