【摘要】：自由曲面最佳適配技術(shù)作為數(shù)字化制造領(lǐng)域的重要內(nèi)容已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注,許多研究已經(jīng)在不同的角度和側(cè)面展開(kāi),但關(guān)鍵技術(shù)還處在理論研究階段。本文將以自由曲面為研究對(duì)象,以自由曲面的最佳適配為目標(biāo),從最近點(diǎn)計(jì)算、初始變換估計(jì)、匹配精度、全局優(yōu)化以及約束匹配等方面對(duì)自由曲面最佳適配技術(shù)的基本理論和方法以及在數(shù)字化制造與檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究。 首先,針對(duì)最近點(diǎn)迭代計(jì)算方法中存在的不足,從提高算法的效率和準(zhǔn)確性入手,利用Bernstein多項(xiàng)式算術(shù)運(yùn)算和Bezier曲面分割算法,提出了一種基于四叉樹(shù)遞歸分解的最近點(diǎn)計(jì)算方法。該算法將計(jì)算最近點(diǎn)的抽象的代數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)化為直觀明了的曲面與參數(shù)平面的求交問(wèn)題,克服了迭代算法需要預(yù)先給定初始點(diǎn)的不足,明顯的提高了算法的效率和實(shí)用性。 其次,在曲面匹配的初始變換估計(jì)、匹配精度以及全局優(yōu)化等方面作了進(jìn)一步的研究與探討。利用最小包圍盒、曲面的微分幾何特征提出了自由曲面全局匹配和局部匹配的初始定位算法,得到了逼近最佳剛體變換的初始變換估計(jì),優(yōu)化了后續(xù)算法的搜索空間�；贖ausdorff有向距離給出的最大距離準(zhǔn)則有效的減小了測(cè)量噪聲、曲面局部變形對(duì)匹配結(jié)果的影響提高了曲面匹配的精度。在此基礎(chǔ)之上,利用改進(jìn)的迭代算法完成曲面匹配的精確調(diào)整達(dá)到了全局最優(yōu)化的目標(biāo)。 另外,以復(fù)雜等距型面為研究對(duì)象,對(duì)約束條件下的曲面最優(yōu)適配技術(shù)進(jìn)行了研究。從約束優(yōu)化方法入手,提出了復(fù)雜等距型面加工余量均布優(yōu)化算法。該算法利用Rockafellar乘子法將約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約優(yōu)化問(wèn)題,采用輪換變量法求解,從而顯著的提高了算法的運(yùn)行速度。 最后,利用修剪平點(diǎn)技術(shù)改進(jìn)了基于曲率的匹配方法,提高了算法的運(yùn)行效率。給出本文所提曲面匹配算法在逆向工程中的多視數(shù)據(jù)融合、數(shù)控加工中的工件自動(dòng)定位以及自由曲面加工精度檢測(cè)等方面的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析,表明本文所提算法具有良好的匹配精度和較快是運(yùn)行速度,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH164
【圖文】：

圖.42模型曲面Fig.4·2CADsuri沮ee中將給出一個(gè)算例以驗(yàn)證所提加工余量均布優(yōu)化算法的有效制點(diǎn)(6x6)的Bezier曲面，然后通過(guò)法向偏置得到等距型。，

p二夕十‘驪萬(wàn)賈(4.15)式中，e:、e，、e:為一1到1之間的隨機(jī)數(shù)，古取為。.oh圖.43為應(yīng)用所提算法后得到的測(cè)量點(diǎn)與模型曲面之間的精確匹配。表4.1為未采圖.43測(cè)量點(diǎn)與設(shè)計(jì)曲面之間的匹配Fig.4.3MacthingbewteenPointsnaddesingsurafce

幾*‘凡(5.2)式中端為Hs最小特征值，么為給定閥值。如果一點(diǎn)處的最小特征值滿足上式，則認(rèn)為該點(diǎn)為平面點(diǎn)，將其從測(cè)量點(diǎn)集中刪除。經(jīng)過(guò)上述處理，測(cè)量點(diǎn)集中的平面點(diǎn)被排除，剩下的點(diǎn)被認(rèn)為是曲面點(diǎn)。人臉數(shù)據(jù)預(yù)處理前、后如圖所示。

【引證文獻(xiàn)】

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1 徐亮勝;高健;陳岳坪;陳新;;復(fù)雜曲面測(cè)量數(shù)據(jù)的位姿配準(zhǔn)方法[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2011年04期

本文編號(hào)：2803871