模型分割技術(shù)可解決待加工模型或零件因結(jié)構(gòu)復雜、體積過大（超出材料尺寸或設備加工范圍）等造成的整體加工困難、材料利用率低等問題,同時可以有效地降低加工設備要求、提高生產(chǎn)效率。針對巨型三維模型的快速原型制造而言,模型分割的目標不是單純地把大模型分割成尺寸符合加工要求的小模型,而是要將大尺寸復雜模型分割成形狀簡單、尺寸適中、方便加工和裝配的子模型,以提高快速成型設備的加工能力和效率。針對快速成形系統(tǒng)的通用數(shù)據(jù)接口--STL模型,存在大量數(shù)據(jù)冗余且沒有拓撲信息,無法直接進行表面曲率分析的問題,分析了三維模型的形體表達法與數(shù)據(jù)表示,使用Hash表算法對模型面片頂點進行了歸并,研究了基于正向邊結(jié)構(gòu)的拓撲重構(gòu),構(gòu)建了適用于邊曲率分析的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。針對點曲率分析計算復雜,聚類和迭代運算量大的問題,研究了基于邊曲率分析的特征邊界提取算法。使用二面角、周長比和凸凹性三種曲率參數(shù)對模型表面進行曲率分析,提取信息直指可用于模型分割的特征邊界。在此基礎(chǔ)上,研究了基于遺傳算法的特征邊閥值選取,以最大類間方差作為適應度函數(shù),該方法提取的特征邊數(shù)目比預設閥值法減少了一半以上,且有效的特征邊界都得以保留。針對提取出的特征... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

不同類型的大尺寸三維模型

圖 1-1 不同類型的大尺寸三維模型Figure 1-1 Different types of large-scale 3D models影響大尺寸模型分割制造的質(zhì)量和效率的另外一個重要因素是子模型的裝配問題。模型裝配就是將分割制造出的子模型按照彼此之間的匹配關(guān)系組裝起來，并經(jīng)過固定和調(diào)試使之成為最終模型的過程[33]。其中，裝配結(jié)構(gòu)的設計是保證裝配質(zhì)量、提高模型分割制造效率和精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在汽車制造、電子工業(yè)乃至航空航天業(yè)，裝配設計一直以來都是非常重要的研究課題，通過裝配結(jié)構(gòu)來對零部件進行定位和加固，保證裝配體的機械性能[34](如圖 1-2 所示)。

1 緒論拓撲結(jié)構(gòu)，所以其分割算法也相對簡單。早期的分割研究工作主要是針對二維圖像和圖形進行分割，而后一些較為成功的算法被逐步推廣到三維空間模型，如：分水嶺算法、K 均值算法、模糊聚類算法、均值漂移算法、以及區(qū)域增長算法等[41-45]。另外一些考慮幾何與拓撲信息的曲率和特征分析算法得到了研究與應用，如：高斯曲率平均曲率、特征角和測地距離度量、體素分解、骨骼提取、拓撲關(guān)系圖等[46-50]。下面對目前幾類典型模型分割算法的國內(nèi)外研究工作進行簡要介紹和分析。士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 2011年 第08期 工程科技Ⅱ輯 C02

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]新型聚苯乙烯泡沫塑料模三維快速制造技術(shù)[J]. 孫琨,方亮,岑啟宏,葉慶光,龔道明.  特種鑄造及有色合金. 2006(11)
[4]多面體模型的新型空間結(jié)構(gòu)快速建模方法研究[J]. 曾亞君,曾國華,曹申.  河北建筑科技學院學報. 2006(03)
[5]歸納學習方法在結(jié)構(gòu)損傷識別中的比較研究[J]. 邢五豐,易健康.  計算機與信息技術(shù). 2006(Z1)
[6]STL數(shù)據(jù)快速拓撲重建關(guān)鍵算法[J]. 戴寧,廖文和,陳春美.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2005(11)
[7]三維網(wǎng)格模型的分割及應用技術(shù)綜述[J]. 孫曉鵬,李華.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2005(08)
[8]STL模型表面點快速拾取技術(shù)[J]. 徐雪松.  工程圖學學報. 2005(03)
[9]基于STL文件的階梯剖分算法研究[J]. 陳圓,王從軍,黃樹槐.  華中科技大學學報(自然科學版). 2004(08)
[10]帶有裝配定位系統(tǒng)的STL模型直接生成算法研究[J]. 孫琨,岑啟宏,孫蔚.  機械制造. 2004(03)

博士論文
[1]復雜模型分割制造關(guān)鍵技術(shù)研究及應用[D]. 王會鳳.上海交通大學 2008
[2]三維模型的分割及應用研究[D]. 孫曉鵬.中國科學院研究生院（計算技術(shù)研究所） 2005



本文編號：2932882