一种汽车车身曲面数据点云的分块方法

在测量数据点云重构车身曲面过程中,由于车身曲面复杂多变,难以直接拟合,需要对点云数据进行区域分割,分片处理。文中结合车身曲面造型特点,将一种点云分割的算法-基于平面度的直接分割方法应用于车身曲面重建中,可实现不同性质的曲面片分块。最后给出了不同的分割实例,证明了该方法的有效性。     

摇臂式喷头内流道曲面的逆向重构研究

用线切割机床将雨鸟30IBH摇臂式喷头内流道切割成a,b两部分,使三维光学扫描仪的投影光束能够到达其表面进行多视扫描,获取不同视角下流道a,b的点云数据。去除多视点云中的噪点后,用三点法拼接多视点云,得到流道a,b的点云数据;再将流道a,b的点云数据拼接成喷头内流道的点云数据;采用弦偏差采样法将点云数据精简后,用基于边的方法把点云分割成喷管和小喷嘴两部分,选择非均匀有理B样条(NURBS)模型分别按照点-线-面的顺序进行曲面重构。曲面重构的精度分析结果表明,最大几何误差为0.292 9mm,平均几何误差为0.076 2mm,满足预期的精度要求,实现了摇臂式喷头的内流道曲面重构。     

散乱点云数据K-邻域快速搜索算法的研究

K-近邻搜索是海量数据曲面重构中构建合理拓扑关系的关键步骤,其效率直接影响到曲面重构的效率。本文主要研究了一种面向逆向工程的k邻域的快速搜索算法,并通过VisualC＋＋6．0编程实现,最后结合UG二次开发对车身数据点进行了检验。结果表明该算法稳定可靠,效率较高。     

汽车车身曲面重构技术应用

为了对现有车身进行修改,并在此基础上进行改进,利用CATIA为工具,以实际汽车车身为对象,以B样条及NURBS曲面为曲面构造方法进行汽车车身曲面的重构,从而达到了汽车车身曲面光顺性要求。     

基于逆向工程的车门外板曲面重构

利用三坐标测量仪测得轿车车门外板的点云数据,经数据处理后,应用CATIA软件中的相关模块进行曲面重构。以此为例探讨如何由实物或样品反求产品CAD模型的逆向设计的一般流程。     

基于点云数据的猪体曲面三维重建与应用

针对动物体型参数人工测量工作量大、精度低、应激大等问题,以120日龄长白猪标本为研究对象,利用逆向工程技术,通过激光三维扫描仪,采用三角测距原理,计算了目标点三维坐标数据,获取了猪体点云数据。通过Polygon Editing Tool Vel.2.40软件,进行点云数据预处理,基于不规则三角网,重构了猪体的三维曲面模型。进而提取了猪体的体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围、体表面积、体积等体型参数。结果表明:通过激光三维扫描仪,获取了272 021个点数据,重构了猪体三维曲面模型,包含544 042个多边形;对比分析三维模型的体型参数检测值与实测值,其体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围等体型参数检测最大相对误差仅为0.42%,平均相对误差为0.17%。该方法测算精度高,工作量少,且对猪体无应激,可为猪体质量估测模型提供高精度体尺数据支持,也可为动物体型其他参数获取提供技术参考。     

基于3D打印的仿生深松铲尖设计

3D打印技术是如今最具前沿性和发展性的一项新型制造技术,仿生学是一门模拟生物优异性能并应用到人类科技生产的设计科学,逆向工程是目前新兴的一种建模方式,可对复杂曲面进行优化设计。本文通过3D扫描对生物獾前肢爪的指甲进行扫描,获取到点云数据,然后通过CATIA V5对点云数据进行处理,通过曲线重建、曲线光顺、曲面重构等一系列操作逆向重构出光滑连续的曲面,通过修整处理设计出深松铲的铲尖,最终与铲柄装配出一柄完整的深松铲。本文将3D打印、仿生学设计和逆向工程建模结合,从一个创新的角度来设计优化深松铲的性能。     

遮挡条件下多视角甜椒果实点云三维重构方法

为进行表型原位自动化测量,实现甜椒数字化育种和管理,针对原位果实表型测量中的目标遮挡问题,提出一种多视角甜椒果实点云的三维重构方法。通过虚拟叶片的方法,创建增强数据集,建立基于YOLO v5算法的甜椒果实识别模型,实现对不同遮挡程度果实的识别,同时,构建考虑果实位置与遮挡程度的果实表型采集算法,实现多视角的果实三维数据采集。最后,配准甜椒果实三维点云,提取甜椒表型参数,并通过温室甜椒果实表型,对点云重构方法的有效性进行验证。相较手动测量数据,果实果宽平均相对误差为1.72%,果高平均相对误差为1.60%。试验结果表明,本文所提出的甜椒原位表型点云重构方法,可为遮挡条件下作物表型提供有效的解决思路和可行方法。     

基于免疫遗传和蚁群融合算法的散乱点云曲面拟合

对复杂型面物体的曲面拟合方法进行了研究,通过点云数据参数化、基于免疫遗传算法(IGA)的自适应节点计算、反求曲线控制顶点、点云数据分割以及曲面拼接5个步骤来进行曲面拟合。提出了一种基于免疫遗传和蚁群的融合算法,将其应用于曲面拟合中,利用免疫遗传算法的全局搜索能力,来提高蚁群的收敛速度。该算法通过免疫遗传算法的选择、交叉、变异操作、疫苗接种和疫苗选择,并将免疫遗传算法引入到蚁群系统的迭代中,有效地解决了蚁群系统易陷入局部最优和易退化的缺点。采用fender、fandisk、bunny、cow 4个实例,对其3D散乱点云分别采用融合算法、遗传算法(GA)和免疫遗传算法进行曲面拟合,实验表明该融合算法具有很好的收敛速度和全局最优解的搜索能力,通过该算法所拟合的曲面拟合精度较高,相比GA和IGA算法,其拟合精度分别提高18%和11%以上,可以满足复杂型面物体的曲面拟合要求。     

RPM中点云曲面栅格法自适应分层技术

结合RPM中一般自适应分层技术及对点云均匀分层构造RP模型方法,提出点云曲面栅格法自适应分层。以栅格为基元,将点云投影栅格化,从中获取栅格点集,结合相关系数判断栅格点线性关系,由此提取层间轮廓。定义投影点云栅格面积差比为表面误差,建立其与堆层厚度的关系,通过表面误差逼近定值最终确定堆层厚度。经实例分析验证,分层结果满足RPM要求。     

基于表面凹凸性的羊胴体点云分割方法

羊胴体自动化分割对于提高羊屠宰加工企业生产效率有重要意义。为实现将羊胴体点云精准高效地分割为多分体,研究了一种基于表面凹凸性的羊胴体点云分割方法。以倒挂状态下的巴美肉羊胴体为研究对象,利用三维激光扫描仪获取羊胴体点云。首先,对羊胴体点云进行预处理,去除离群点噪声和采用体素滤波的方法进行下采样;并将羊胴体点云超体素化,以获取超体素邻接图;然后,对超体素邻接图中相邻点云的公共边进行凹凸性判断,将凹边凸边赋予不同权重;并由得分评估函数计算不同权重点云的得分,将结果与参数S_min作比较;最后,根据比较结果确定分割区域,完成对羊胴体点云的分割。试验结果表明：羊胴体点云分割的平均精确度、平均召回率、平均F1值和平均总体准确率分别为92.3%、91.3%、91.8%、92.1%。各分体的平均分割精确度分别为92.7%、90.7%、92.6%、93.2%、92.5%、92.2%,各分体的平均分割召回率分别为86.0%、93.2%、92.8%、91.6%、90.9%、93.4%,处理单只羊胴体点云的平均时长为18.82 s。通过处理多分体组合点云以及多体型羊胴体点云判断本文方法的适...     

基于点云数据的树木三维重建方法改进

激光点云数据以其详尽、高精度的三维信息,在森林参数估算、精确重建植物形态结构三维模型方面具有特殊优势。为进一步提高三维模型精度,综合集成多种算法,在改进现有PC2Tree软件基础上,基于点云数据进行树木三维重建。首先根据树木局部点云的主方向相似度和局部点云轴向分布密度分离枝干与树叶;其次采取水平集和最小二乘法提取枝干部分的骨架点,通过下采样方法提取冠层部分的特征点;最后根据骨架点和特征点拓扑结构重构树木三维模型。以樟树为例,分析枝叶分割精度,自动分割与手动分割结果相近;以无叶的鸡蛋花树为例,分析重建模型精度,模型主枝长度相对误差范围集中在0~8.0%,半径相对误差范围集中在0~10%;枝条重建过程避免了噪声点的干扰,对噪声点具有一定的不敏感性;重建三维模型与原始点云吻合度高,基本解决了冠层内部枝干遮挡严重带来的三维建模困难的问题;依据模型提取树高、冠幅、胸径、体积等参数,增加了重建模型的应用范围。     

车身反求工程中点云参数化的研究

随着汽车工业的发展,人们对车身光顺提出了更高的要求,在汽车车身反求过程中,点云的参数化将对光顺性起着重要的影响作用。针对这一问题,以往提出了很多方法,本文总结评述了已有的几种参数化方法,并对其中的一种方法利用VisualC 6.0进行了编程实现。最后结合车身数据点对本方法进行了检验,结果表明该算法稳定可靠,效率较高。     

曹娥江上游支流水环境容量的研究

本文针对我国东部地区典型河流-曹娥江的污染现状，选其上游支流长昭水库至南津桥河段进行了水环境容量研究，根据该河段的水流特性和水文、污染源的调查资料及水质实测资料，应用数学模型，分段研究了该河段各月的水环境容量。结果表明：该河段局部水质污染严重，水环境容量所剩无几。本项目的研究为实施污染物总量控制提供基础资料，为曹娥江流域水污染控制的管理和决策提供了科学依据。     

基于数据融合的发动机废气数据分析方法研究

发动机废气排放测试数据因受发动机工作状态的影响存在着一定的波动性和偶然性,因此在废气数据的测试中存在较大的误差.为此,提出了一种基于数据融合的废气数据分析统计方法.这种方法通过把发动机的某一运转状态下测试的多组数据值进行分批估计数据融合,可使得数据融合值更接近真实值,从而进一步提高测试系统的精确性.该算法在由LabVIEW语言编制的程序中得到了验证.     

基于逆向工程的车身测量点云分割方法研究

主要研究实现了两种车身测量点云数据逆向建模过程中点云分割的算法——基于平面度的直接分割方法和基于对数法矢值的曲面分割方法。前者通过最小二乘拟合平面法矢量夹角的均方差值来搜索具有几何相似特性的连续曲面片。后者以起始点法矢量与其二阶邻域点的法矢量差的模为特征求解一对数值作为数据点的分割特征。最后结合车身曲面点云数据,给出不同的实例说明两种方法在车身逆向建模中针对不同特性曲面的分割有效性。     

云计算服务数据安全储存技术研究

根据当前云计算服务数据的发展趋势,在介绍云计算和云存储概念的基础上,分析云存储数据存在的主要安全问题,提出确保云计算服务数据安全的存储对策,为云计算服务数据在互联网及其他领域的安全储存提供技术方面的借鉴。     

潜土逆转旋耕刀的三维扫描及数据处理

应用ATOS2系统对旋耕刀进行了三维扫描,获得了潜土逆转旋耕刀外形点云,在此基础上对其进行了反求;应用NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)理论,在PRO/E中进行了重构,得到了符合计算机仿真要求的数字模型,使计算机软件较精确地模拟真实刀具的潜土逆转旋耕成为可能.