车身测量数据点云三角剖分方法的研究

车身测量数据点云三角剖分方法的研究

论文摘要

随着产品数字化以及快速制造技术的发展,逆向工程技术在汽车车身造型设计中得到了广泛的研究及应用。在车身逆向设计中,车身数据点云的三角剖分是一个非常重要的环节,研究如何构建数据点之间合理的拓扑连接关系,加快剖分速度,快速建立高质量的三角网格,具有十分重要的意义。针对车身上不同曲率的曲面数据点云,本文深入研究基于增量网格扩展的散乱数据点云三角剖分方法。首先,本文概述了国内外三角剖分方法的研究现状,对逆向工程中数据采集的各种方法进行了总结和研究;并研究了现有的平面以及空间数据点云的三角剖分方法,针对几种典型的空间散乱数据三角剖分方法进行了全面分析与总结,并分别指出了这些方法的优缺点和适用范围;其次,结合车身数据点云的特点,研究一种基于增量网格扩展的三角剖分方法。实现一种新的基于空间分块策略的k邻域快速搜索算法,能够准确得到数据点的k邻域信息;针对局部增量网格扩展的三角剖分方法,提出三种网格拓扑操作来构建新三角网格,可以大大缩短三角剖分的时间,提高效率。最后,利用编程开发工具Visual C++6.0,实现基于增量网格扩展的三角剖分方法,并结合UG/Open API进行二次开发;针对车身曲面不同曲率特点,分别使用Imageware与本文算法对车身曲面数据点云进行三角化,并进行对比分析,验证本文算法的正确性及有效性。试验结果表明了本文三角剖分方法适用于车身复杂曲面重构,能够生成高质量三角网格,具有较大的应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景及意义
  • 1.2 逆向工程关键技术及应用
  • 1.2.1 逆向工程的基本概念
  • 1.2.2 逆向工程关键技术
  • 1.2.3 逆向工程的应用
  • 1.3 散乱数据三角剖分的国内外研究现状
  • 1.3.1 三角剖分的发展
  • 1.3.2 三角剖分国内外研究现状
  • 1.4 本文研究内容
  • 第二章 逆向工程中的数据采集
  • 2.1 引言
  • 2.2 数据采集方法
  • 2.2.1 接触式数据采集方法
  • 2.2.2 非接触式数据采集方法
  • 2.3 ATOS系统
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 散乱数据的三角剖分方法
  • 3.1 引言
  • 3.2 乱数据点的分析
  • 3.3 平面三角剖分
  • 3.3.1 平面三角剖分定义
  • 3.3.2 平面三角剖分基本理论
  • 3.3.3 平面三角剖分典型算法
  • 3.4 空间散乱数据点云三角剖分方法
  • 3.4.1 概述
  • 3.4.2 空间散乱数据三角剖分方法
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于增量网格扩展的三角剖分方法
  • 4.1 散乱数据的k邻域搜索
  • 4.1.1 概述
  • 4.1.2 k邻域算法的比较
  • 4.1.3 k邻域快速搜索算法的实现
  • 4.2 基于增量网格扩展的三角剖分方法
  • 4.2.1 通用的三角网格剖分算法分析
  • 4.2.2 算法描述
  • 4.2.3 创建三角形的判断准则
  • 4.2.4 最佳点的选择标准
  • 4.2.5 算法实现
  • 4.2.6 算法流程图
  • 4.3 三角网格优化准则
  • 4.4 算法分析
  • 4.4.1 时间复杂度
  • 4.4.2 空间复杂度
  • 4.4.3 算法比较
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 增量扩展三角剖分方法在汽车车身中的应用
  • 5.1 UG二次开发平台简介
  • 5.1.1 UG/Open API
  • 5.1.2 利用MFC的UG应用开发
  • 5.2 基于增量扩展的三角剖分方法在汽车车身中的应用
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:作者在读硕士期间参加课题和发表论文
  • 相关论文文献

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    • [5].软件逆向工程分析技术的实践与探索[J]. 中国设备工程 2018(05)
    • [6].基于非接触式测量的自由曲面逆向工程的应用[J]. 就业与保障 2016(12)
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