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基于逆向工程的汽车覆盖件模具边界特征的提取

作者:冯祖军 朱冒冒 郭建华 鞠鲁粤来源:电子机械工程  信息来源:无忧测量  2008-1-3

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(2)从测量数据中提取零件原形的几何特征。按测量数据的几何属性对其进行分割,采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。而其中实物几何特征的识别和提取是整个过程中的重点和难点。 在逆向工程中,因为大部分实物的形状比较复杂,特别是存在大量自由曲面特征,通常无法用单一整张曲面来拟合所有...
在此,采用三角形面积作为权因子,用该点周围的若干三角形法矢的加权平均来计算该点法矢。数据点三角网络化后,在点P0周围有m个点Pi(I=1,2,...m)与之相邻接,称为点P0的邻域点集,m个三角形所在的各平面有m个单位法矢n1,n2,…nm。由P0,Pi,Pi+1所组成的三角形的法矢为ni:

用这种方法估算法矢简单适用。在编制程序时,除可以估算各点法矢外,还允许各点自带法矢,以提高数据处理的灵活性[2]。

在获得邻域点集在P0点的法矢后,就可以对邻域点集进行局部参数化[3]。由于要估算该点的曲率值,所以局部参数化曲面一般采用二次或二次以上的曲面。经实践总结,对空间散乱分布的数据采用局部抛物面的拟合方法比较好。在参数化的过程中,选择P0点为坐标原点,则对它进行局部参数拟合的曲面方程可表示为h(u,v)=au2+buv+cv2,并选取h坐标轴与曲面在P0点的法矢nP0的方向相同,另两个坐标轴向量u,v位于P0点的切平面内。则由三者构成的标架为δ=(u, v, nP0)。它们组成的坐标系是一个仿射系[2]。如u,v为P0点的主方向,其对应的主曲率为k1,k2(见图1)。

根据法矢nP0、则过矢量点P0的切平面方程为:

由此可得矢量点Pj在平面上的投影坐标为:

完成邻域点集的坐标局部参数化后,便可以应用加权最小二乘原理对邻域点集进行曲面拟合。然后利用高斯-亚当消元法求得该问题的最佳参数估计a*,b*,c*。于是可得邻域点集的逼近曲面为h(u,v)=a*u2+b*uv+c*v2。由此可推导出该点的逼近主曲率和主方向。

曲面在P0的主方向可由下式给出的方程解出,即:

对应的主方向为:

在获得各点的曲率后,取曲率极值点作为特征点的候选点。

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