模型分割技術(shù)可解決待加工模型或零件因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積過(guò)大（超出材料尺寸或設(shè)備加工范圍）等造成的整體加工困難、材料利用率低等問(wèn)題,同時(shí)可以有效地降低加工設(shè)備要求、提高生產(chǎn)效率。針對(duì)巨型三維模型的快速原型制造而言,模型分割的目標(biāo)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(fù)雜模型分割成形狀簡(jiǎn)單、尺寸適中、方便加工和裝配的子模型,以提高快速成型設(shè)備的加工能力和效率。針對(duì)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(méi)有拓?fù)湫畔?無(wú)法直接進(jìn)行表面曲率分析的問(wèn)題,分析了三維模型的形體表達(dá)法與數(shù)據(jù)表示,使用Hash表算法對(duì)模型面片頂點(diǎn)進(jìn)行了歸并,研究了基于正向邊結(jié)構(gòu)的拓?fù)渲貥?gòu),構(gòu)建了適用于邊曲率分析的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。針對(duì)點(diǎn)曲率分析計(jì)算復(fù)雜,聚類和迭代運(yùn)算量大的問(wèn)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(zhǎng)比和凸凹性三種曲率參數(shù)對(duì)模型表面進(jìn)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(yīng)度函數(shù),該方法提取的特征邊數(shù)目比預(yù)設(shè)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(duì)提取出的特征... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(gè)重要因素是子模型的裝配問(wèn)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(lái)，并經(jīng)過(guò)固定和調(diào)試使之成為最終模型的過(guò)程[33]。其中，裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)一直以來(lái)都是非常重要的研究課題，通過(guò)裝配結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)零部件進(jìn)行定位和加固，保證裝配體的機(jī)械性能[34](如圖 1-2 所示)。

1 緒論拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以其分割算法也相對(duì)簡(jiǎn)單。早期的分割研究工作主要是針對(duì)二維圖像和圖形進(jìn)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(zhǎng)算法等[41-45]。另外一些考慮幾何與拓?fù)湫畔⒌那屎吞卣鞣治鏊惴ǖ玫搅搜芯颗c應(yīng)用，如：高斯曲率平均曲率、特征角和測(cè)地距離度量、體素分解、骨骼提取、拓?fù)潢P(guān)系圖等[46-50]。下面對(duì)目前幾類典型模型分割算法的國(guó)內(nèi)外研究工作進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和分析。士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 2011年 第08期 工程科技Ⅱ輯 C02

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]關(guān)于曲面的高斯曲率的應(yīng)用[J]. 徐天長(zhǎng).  安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[2]STL模型自動(dòng)鏤空的算法與應(yīng)用[J]. 龔奇?zhèn)?張李超,莫健華.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[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(guó)華,曹申.  河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(03)
[5]歸納學(xué)習(xí)方法在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的比較研究[J]. 邢五豐,易健康.  計(jì)算機(jī)與信息技術(shù). 2006(Z1)
[6]STL數(shù)據(jù)快速拓?fù)渲亟P(guān)鍵算法[J]. 戴寧,廖文和,陳春美.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2005(11)
[7]三維網(wǎng)格模型的分割及應(yīng)用技術(shù)綜述[J]. 孫曉鵬,李華.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2005(08)
[8]STL模型表面點(diǎn)快速拾取技術(shù)[J]. 徐雪松.  工程圖學(xué)學(xué)報(bào). 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(jī)械制造. 2004(03)

博士論文
[1]復(fù)雜模型分割制造關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 王會(huì)鳳.上海交通大學(xué) 2008
[2]三維模型的分割及應(yīng)用研究[D]. 孫曉鵬.中國(guó)科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所） 2005



本文編號(hào)：2932882