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逆向工程中基于小波特征的曲面配准与Level-set建模方法研究

批准号50305027 学科分类制造系统与自动化 ( E0510 )
项目负责人刘志刚 负责人职称教授 依托单位西安交通大学
资助金额18.00
万元
项目类别青年科学基金项目 研究期限2004 年 01 月 01 日 至
2006 年 12 月 31 日
中文主题词逆向工程;曲面配准;小波特征;三维重构;Level-set方法
英文主题词

摘要

中文摘要 1)研究基于小波特征的多视角曲面测量数据的自动配准问题。研究具有旋转、平移不变性的小波,三维网格信号小波分解、小波特征生成理论与方法。在此基础上,研究基于多分辨率小波特征相关程度的坐标转换参数搜索策略,实现多视角曲面测量数据自动配准。2)研究基于Level-set方法的3D模型重构方法,实现具有任意拓扑结构物体3D模型的自动重构。在Level-set框架下,研究三维空间自适应划分方法与非均匀采样level-set的求解问题,解决建模精度与计算效率之间的矛盾;研究基于Level-set重构模型编辑方法,改善3D重构模型质量。研究level-set模型与参数化模型转换方法,实现与CAD系统集成。本课题拟为逆向工程中多视角曲面测量数据的配准与3D模型重构两个关键问题的解决,提供新的理论基础,以期缩短产品设计周期,提高复杂曲面产品设计效率。
英文摘要
结题摘要 本项目旨在解决逆向工程中具有复杂曲面物体CAD模型自动重构、多视角曲面测量等关键问题。探索了PDE驱动的具有复杂拓扑结构隐式曲面自动重构新方法,其中包括研究了大规模三维数据点云的存贮与k邻域快速检索问题,基于能量最小约束的隐式曲面演化变形方法,及其偏微分方程的求解。在此基础上,研究了基于改进的3-Color Tree的自适应有符号距离场的建立,提出了节点扫描方法,解决了自适应有符号距离场符号判断问题,提出了共线立方体法,解决了自适应有符号距离场三维网格模型自动提取问题。将取样点到曲面最短距离的平方和近似表示为线性二次型函数,使B样条模型成为线性方程组的求解。以四边形网格模型为初始模型,采用逐步次迭代的方法逼近目标模型,避免了三维数据点云的参数化,实现了具有复杂拓扑结构参数化模型的自动重构。探索了被测物体CAD模型未知情况下,基于信息熵的曲面多视角测量规划方法。建立了描述被测物体的B-spline信息熵模型,将测量视角规划转换成模型的参数估计问题,解决了大型物体表面多视角快速扫描的视角规划问题。本项目研究成果为解决三维物体快速数字化扫描、具有复杂拓扑曲面自动重构等问题提供了新的途径。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Information Entropy Based View 期刊 Y.F. Li, Z.G. Liu
2 基于水平集的散乱数据点云曲面重 期刊 曾海飞,刘志刚,林志航
3 基于平方距离函数的曲面分片参数 期刊 李明星,刘志刚,林志航
4 A Method for Efficient Measure 期刊 Z. G. Liu, Y. F. Li and P. Bao
5 《产品设计与制造质量工程》 著作 林志航

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