在逆向工程中对适合曲线的数据点云的预处理
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- 逆向工程已经成为一种从现存物体通过CMM测量的数据点重建CAD模型的重要工具.在逆向工程中首要的问题是:测量到的点具有不规律形式和不对等分布很难用B-spline曲线拟合。这篇论文中介绍了一种在逆向工程中用预先处理数据点来拟合曲线的方法。适合B-spline形式之前来处理先前测量得到的数据点的方法已经得到了发展。通过这种方法产生的新的数据点形式，适合建立光滑精确B-spline曲线的要求。这种方法的整个的步骤包括：切片，弧度分析，分割，回归，和再生。在逆向工程中这种方法被实施和用于实践应用。重建的结果证实了此方法与目前流行的商业CAD系统的结合能力。
关键字：拟合曲线；预先处理数据点。
逆向工程
1．介绍
随着计算机硬件的软件技术的发展，对促进产品发展的计算机辅助技术观念在工业领域已被广泛地接受通过新的CAD技术的发展,设计和制造之间的间隙已逐渐变得越来越密切。在正常的自动化制造环境下操作顺序经常是通过用CAD系统创建的几何模型的产品设计开始，在几何模型的基础上，产生机器制造指令将原材料转化成最终产品然后结束。由于意识到现代计算机辅助技术在产品发展和制造中的优势，因此在CAD系统着重要求创建物体的几何模型。然而，在创建CAD 模型之前，产品发展的物理模型和样本先被产生出来。
1．例如，在设计汽车主体控制面板时，设计者和艺术家关于控制板的构想到底是在什么样的基础上制造黏土模型。
2.没有最初的草图，确切的记录模型在哪里？
3.在制造中由于设计的改变，CAD模型不得不重新修改的部分哪里？
在所有这些情形中。物理模型或样本的建立是为了创建和建立CAD模型。与这些常规的制造顺序相反，典型的逆向工程从测量现存的物理实体开始，这样推断出来的CAD模型可以更好的利用CAD技术的优势。逆向工程经常可以细分为3个阶段：电子数据获取，数据分割，和用CAD模型构建一个物理模型。样本起先用CMM或激光扫描仪测量以得到以三维坐标形式存在的几何图案的信息。然后，为了更进一步的处理,测量结果被分割成拓扑状。就重建模型来说，每个小区域就代表一个简单的可以用数学方面知识描绘其简单外表的几何图案特征。CAD 模型重建区域的表面是把这些表面连接成完整的可以描述被测量部分或样本的模型。
然而，在实际测量方案中，存在物理样本或模型的几何图案信息不能被完全测量和准确重建一个好的CAD 模型的情况。一些表面测量的数据可能是不规律的，还有一些测量误差或者表面是不要求的。如图1所示，测量物体的主要表面可能有这些特征：由于制造的不精确引起的凹坑，凸起，或噪声点，因此，CMM探针不能获取一套完全的数据点来重建整个物体的表面。
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