逆向工程CAD建模关键技术研究

核心提示： 目前提出的分块滤波技术可实现噪声点的快速、精确过滤，其基本思想是提取实体表面的特征分界线和具有明显几何特征的几何元素，逆向工程CAD建模关键技术研究(4)，依次将整个曲面分块，对平滑面片数据、特征分界线、明显特征几何元素分别进行噪声判断，NURBS方法是非有理B样条方法在四维空间的直接推

目前提出的分块滤波技术可实现噪声点的快速、精确过滤，其基本思想是提取实体表面的特征分界线和具有明显几何特征的几何元素，依次将整个曲面分块，对平滑面片数据、特征分界线、明显特征几何元素分别进行噪声判断，这样可实现较为准确的过滤。除此以外，在数据采集过程中常采用取样(sampling)和弦差分(chordal deviation)进行数据精简，以减少数据采集量。

5 曲面拟合

通过CAD系统进行曲面重构，是反求工程技术的关键，也是反求技术的核心。目前，在反求工程技术中主要有3种曲面重构的方法。一是以B-spline曲线或NURBS(非均匀有理B样条)曲线为基础的曲面重构方法；二是以三角Bezier曲面为基础的曲面重构方法；三是以多面体方式来描述曲面物体。

5.1 以NURBS曲线曲面为基础的矩形域参数曲面拟合方法

复杂的自由曲面不能用初等解析式表示，通常用矢函数形式的参数曲面方程来描述，常用的参数曲面有Coons曲面、Bezier曲面、B样条曲面、NURBS曲面等。这些曲面都是由基本函数和控制点定义的。常用的是采用以距离加权插值法为基础的B样条法。B样条方法的缺点是不能精确表示圆锥截线及初等解析曲面，曲线曲面的表达没有统一的数学描述形式，这就造成了产品几何定义的不惟一。1975年美国Syracuse大学的Versprille在他的博士论文中提出了有理B样条方法，后来Piegl和Triller等人将Bezier，有理Bezier，均匀B样条、非均匀B样条进行了归纳统一，从而提出了非均匀有理B样条方法(NURBS)，成为现代曲面造型中最为广泛流传的技术。NURBS方法的突出优点是：它可以在表示自由曲线曲面的同时，又能精确地表示二次规则曲线曲面，从而能用统一的数学形式表示规则曲面与自由曲面，其他非有理方法无法做到这一点。NURBS方法是非有理B样条方法在四维空间的直接推广，多数非有理B样条曲线、曲面的性质及其相应算法也适用于NURBS曲线曲面，便于继承和发展。