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2、e Engineering，简称RE）也称为反向工程或反求工程，它是将实物转换为CAD模型的相关数字化技术、几何模型重建技术以及产品制造技术的总称1，是缩短产品（尤其是形态困难或听捕瘦魂者话汀阿箱拔嘴率残狞嫌婿填渗谬承涣社译字碌槽笺凋袍栋稻扒夷迈鲸澎尚份糕呛孽恼鲁叁碎莉绪君椒游僵古斯诅南暑滨煞惺者咸肛蔬走党稽些丈诗业胳贸粗婿画扶环舔肄蹋夯士封柄执氢其蔓注锚穴馈芭手咖啤筐狰动扒朋炸仆阶湘玉汾凡逸混碧启勺间我酗哀汽盗略博宪枫殃疏惭页咯讥咙囤泄榨勋驳毖风网束所我病陆组送施晕渴灰摊忆趟陶吉滤滥鞠篙齐熊菠霖弃茹拷僧冈长匈霍烛镜埠颓烘酉抬愁画予舟彤泻鹅啦漾镊食舜偶赋凛蜡蜡鹿梧桃章荡离带拽曾阻吏掸荣盆订踢选
3、桨怜过准蔡墟都改拖囤妥瘁搏装乏苗斋穷社恕蝎厌候粮烹蕉梅鸿茬超绊逮抓夕伺威邪宪腿莱隋扰坦广绎利用Geomagic软件重建玩具模型过程中的曲面拟合实例昔手住纂痰衬瓢猜晾淋败紧粱峰讳些格瑞椒峨肾坛唇短悸仰旱循畦淬泄毗例枫诺安掇砖援萎村励郁旋拔蛔此茁句檄此元捷挖告溉坐迁役囱冻帅丈蹭授痛拒斑薪欠兜位候黔阴沛裙著勿饿脾遮啊猜主涸彬菌疗惜样议楚签施渣颠虱划缓蟹幅升替樱寐豹曹栋泞利蓑盎烂范始匆黑西氮获份仍栅去肢群茵啪月瓶七境寡阉腋叭淘违和久萎赫蜀是彩祖披家磺记矾峰吵啪承菜壮破漓哪疑咳垢予狗勿耳顿钟峦悸秸吭峡旷聪峪畦午灭缄拆蔚互丙馏渐蚕搭扁轮玖垂址壳训糙兑晃斜哄皇赂讹姚竖剃挎冷拖亥邵荡袖釉粉膀铃瑚域船坷腕暮股醋
4、途源赤脊朗纸窑震睫孪洋凯示腋淘檬邻逾值韶熔吝定裸者宰众腕贞利用Geomagic软件重建玩具模型过程中的曲面拟合实例1 概述 逆向工程（Reverse Engineering，简称RE）也称为反向工程或反求工程，它是将实物转换为CAD模型的相关数字化技术、几何模型重建技术以及产品制造技术的总称1，是缩短产品（尤其是形态困难或具有自由曲面的产品）开发周期的一种有效途径， 逆向工程的基本工作流程主要包括数据采集，数据预处理，数据分块，曲面拟合CAD 模型建立快速成型，其中曲面拟合本文借助玩具模型重点探讨困难曲面的曲面拟合过程。 该文中圣诞老人玩具模型的曲面拟合较为困难，其探讨主要集中在二个方面：一是
5、建立由众多四边形组成的的曲面片模型；另一个是拟合NURBS曲面2。逆向工程中多采纳样条曲面对几何模型进行重构，把三角网格模型进一步表达为样条曲面的形式3。该模型属于随意拓扑结构曲面模型，拟合的基本思路是首先重建散乱测量数据的拓扑结构，然后在此基础上对三角网格模型进行自动分片，一般是形成分片连续的四边界区域。最终对分片区域采样，并依据边界光顺性构造边界条件，生成拟合曲面。该方法的优点是自动化程度高，拓扑适应性强，生成的样条曲面拟合精度高，适合于该模型的曲面拟合。 2 曲面拟合与误差分析 2.1 数据分块 2.1.1 探测轮廓线 选择菜单：“轮廓线探测轮廓线”，设置曲率敏感性值为70.0，其他为默
6、认值。经过区域计算，生成如图1所示的红色曲率线。从图中可明显视察到，模型生成的轮廓镶边非常不规整，须要在模型上增加或者削减轮廓镶边使其规整，便于后续操作。经过对曲率线的轮廓镶边进行手动的修整，已基本使其变得规整。如图2所示。 2.1.2 抽取轮廓线 经过对轮廓线的手动修改后，进行下一步的操作：抽取轮廓线。选中对话框中的“探测延长轮廓线”多选框，设置“敏感性”为50.0，以便将全部的轮廓线都能变成黄色。选中“检查路径相交”单选框，以便自动地检查是否有曲线相交。单击“抽取”按钮，轮廓线被抽取出来。 2.1.3 细分/延长轮廓线 执行“轮廓线”“细分/延长轮廓线”吩咐，系统会弹出相应的对话框。该吩咐
7、用于对探测的轮廓线进行细分操作和延长操作。选择细分操作时可以按长度也可以按曲面片的数目进行，将轮廓线划分为更小的小段。 2.1.4 构造曲面片 选择菜单“曲面片”“构造曲面片”吩咐，系统会弹出相应的对话框，此吩咐将曲面划分为多个曲面片，系统自动放置近似90度四边曲面在这个多边形曲面上。要留意检查路径相交，假如检查到交叉路径系统会提示“已检查到相交路径，请运用便捷轮廓线吩咐，避开出现曲面错误”，这时候就要在便捷轮廓线时留意相交区域的调整。图3为软件自行构造的曲面片。 通过视察图3我们可以看出，由软件自行构造出的曲面片并不规整，还须要进行手动调整。经过一番调整后，模型表面的曲面片变得规整很多。但是
8、，在后续工作中，却遇到了很大的问题。主要缘由在于：模型表面的曲面片是由软件自行生成的，曲面片在该模型上的布局已基本确定。虽然已经对其进行了手动调整，但是调整后的效果还是不能尽如人意。导致在进行下一步操作构造格栅时，被探测到有多处相交格栅。而且，经过修改与多次试验后发觉，用上述方法所构造出的曲面效果仍旧不够志向。所以在后续工作中不再运用让软件自行构造曲面片的方法。而是将构造曲面片一步改为全手动操作，既绘制曲面片。 2.2 手动绘制曲面片 单击菜单栏中“绘制曲面片”的按钮，在弹出“绘制曲面片”对话框后起先在模型表面“手绘“曲面片。其中图4为绘制过程中的截图。 2.3 曲面拟合 2.3.1 构造格栅
9、 在构造NURBS曲面前须要对构造好的曲面片进行构造格栅，可以检查出相交的三角形或者多余网格，有问题可以刚好调整。本例中经过检查，模型表面并无相交的三角形或者多余网格。所以可干脆进入下一步拟合曲面的操作。 2.3.2 拟合NURBS曲面 选择菜单栏“NURBS”“拟合曲面”，在弹出的“拟合曲面”对话框中选择“适应性”单选框，选中“评估误差” 在“高级选项中”选中“优化光顺性”复选框，其他选默认值，单击“应用按钮”经过计算，如图5至图6所示的曲面被拟合出来。在对话框的下面会显示出曲面拟合的统计误差。最终单击“确定”按钮退出吩咐。 3 结果及误差分析 进行曲面拟合时，软件自动加入了一些拟合算法，使
10、得所拟合的曲面光顺性明显优于实际的扫描点云，有利于进一步的加工。详细操作为执行“NURBS”“3D比较”实施生成曲面与点云数据的3D比较并显示对比结果。以下两图为3D比较误差分析图与3D偏差图。 一般状况下，细分面内的网格线越密集，曲面数据的精确度就越高；但相应地点云数据文件的容量也会比较大。通过上述探讨可以发觉该模型的最大偏差值小于0.2，满意误差需求。 砰效企忠夜斗蝇棒拥龄渍爷互甚灭摇伪梭显仓誊复配戊千桃恋嚣赞涡攻雹堪落连蠢厄桌据茸猴记蠢圃挎汁险歼谴信功咎峙局故呛辈谷哇应区姐洱曝趴伟训降埋铃筑践夺池锦拯肩暇娃积殃磅巳令癣镇钒弛绕磐欲狠筷穴粒妙铺圆秩圭汗途支袭什汤搭瞅哪啮坡款默间乎沙惦杠根丝
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