一、二次曲面截交线的研究(论文文献综述)
张辉[1](2021)在《基于曲面的点云直接分层算法研究》文中提出增材制造技术中点云直接分层算法的关键问题是分层轮廓点的获取及分层轮廓线的拟合,其直接影响到算法的分层精度,进而影响到增材制造技术的成型精度,同时如何平衡精度与效率二者之间的矛盾亦是研究的重点。本文通过诸多的文献调研分析,针对增材制造中点云模型分层的重难点问题开展了深入的研究:(1)普通截交法通过直线直接连接的方法来获取轮廓点,存在一定的精度损失问题,且其得到的轮廓点过于杂乱。本文采用了基于曲面的分层方法,用以提高分层精度:为减少曲面拟合偏差问题,利用建立kd-tree及平衡领域的方法检索领域点集;通过对领域点集采用加权最小二乘法的方法拟合模型局部近似曲面,同时利用选定的点及其法向量、切片平面的法向量三者通过点法式获取截交平面,将曲面和截交平面相交即可获取截交线,而截交线和切片平面相交即可获取分层的轮廓点;同时提出了“聚类+排序”的方法用以解决分层过程中的多轮廓问题。最后,利用不同模型对其分层效果及效率进行了实验分析,并通过不同点数的同一模型验证算法在噪声方面的鲁棒性,实验结果表明:该算法分层精度较高、适用性较广且在噪声方面具有鲁棒性。(2)由于增材制造逐层叠加的特性,在成型过程中不可避免的会产生阶梯效应。通常解决方法是在等厚分层算法中采用较小的层厚,虽能减小一定的阶梯效应但增加了分层时间。本文在以上获取分层轮廓点算法的基础上,采用了一种自适应分层算法,其主要思路是:建立分层轮廓的多边形并对相邻两层多边形进行布尔运算,然后通过比较阈值在模型轮廓变化较大的地方采用较小的层厚,以此来实现自适应分层。最后利用多个模型进行自适应分层实验,结果表明:该算法能够在一定程度上平衡成型精度和效率之间的矛盾,降低了阶梯效应且具有良好的分层效果和稳定性。(3)由于点云数据的杂乱特性或噪声点的影响,在分层算法中提取分层轮廓点时,可能会出现轮廓点稀疏或缺失的情况。针对此特殊情况,本文提出了一种轮廓点插值方法,其基于轮廓间隙的最近关联点对,采用直接与切平面相交的方法获得插值点。通过对模型的分层处理实验,验证了算法可以在保证一定精度的情况下获得较为密集的分层轮廓点。最后,通过FDM型3D打印实验验证了以上算法的可行性,比较了增材制造中点云模型较STL模型分层的优势,总结了本文研究的主要内容、创新点及不足,并指出了未来的部分研究方向,为后续散乱点云分层算法的深入研究提供了可靠的参考价值。
王耀[2](2020)在《基于曲线的点云模型直接分层算法研究》文中研究指明增材制造作为一种引领产业变革的颠覆性制造方法,目前受到各个领域的重视。该项技术是在三维数据模型转化为二维切片模型后采用增加材料的方式进行加工制造,也就是逐层叠加制造原理。作为如何把三维模型切片成二维数据的分层技术是增材制造技术中前期处理必不可少的环节之一。而点云数据模型作为一种由点构成的三维数据模型,目前众多专家学者们正在研究基于点云数据的分层技术。如何准确地获取分层轮廓点和分层轮廓线是目前该技术研究中的重难点问题。经过大量的文献调研,本文在现有基于点云模型的分层算法研究基础上,针对上述问题展开了研究并取得了一定的进展,主要体现在以下三个方面:(1)投影法中最常用的是通过线性投影来获取分层轮廓点,但仍需利用其他方法从由线性投影得到的点集中提取相对准确的分层轮廓点,步骤繁琐;而曲线投影方面的研究较为欠缺。本文提出了基于曲线投影的点云模型分层算法,利用划分区域内的选定点及其最近点集通过最小二乘法拟合得到二次曲面,利用选定点、其在二次曲面上的法向量及切片平面的法向量得到轨迹平面,二次曲面与轨迹平面相交得到轨迹线,然后选定点沿着轨迹线投影到切片平面上得到初始分层轮廓点,再利用B样条曲线来拟合分层轮廓线。(2)利用截交法也可获取分层轮廓点,其常用的是直线截交,虽比线性投影精度要高,但仍有较大的精度损失,而且关于曲线截交的研究目前基本没有。本文提出了一种基于曲线截交的点云模型分层算法,利用最近距离法选出分属切片平面上下区域的最近点对集,再利用最近点对集中的选定点及其最近点通过最小二乘法拟合得到二次曲面,利用选定点与其对点的连线及切片平面的法向量得到截交平面,二次曲面与截交平面相交得到截交线,然后截交线与切片平面相交得到初始分层轮廓点,再利用B样条曲线来拟合分层轮廓线。(3)基于曲线投影的分层算法可以得到分层轮廓点,但因投影点数量较多,导致程序运算时间较长。因此,针对该问题,本文结合截交法中选取最近点对集的方法,改进了上述基于曲线投影的分层算法,即仅投影由最近距离法选出的最近点对集中的点。为了验证上述三种算法的实用性,采用多种点云模型对其进行了验证,结果表明:三种算法均可以较好地获取分层轮廓点且稳定性较好。同时,总结了本文的创新点以及不足之处,并指出了基于点云模型的分层算法未来的可研究和发展方向,为进一步深入研究基于点云模型的分层算法提供了有益参考。
毛喆[3](2020)在《飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究》文中研究指明数字化测量技术集成于飞机装配是实现飞机全数字量、高精度、高效率装配过程的关键技术之一。数字化测量技术目前已广泛应用于飞机装配中,但鉴于装配环节多、协调性复杂等因素,两者之间的融合度较低,应用效果逊于预期。为此,本文以飞机装配过程中的现实需求为出发点,展开飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究。全文研究内容如下:(1)构建了装配几何特征三维测量模型。分析了飞机装配过程中的关键测量特征,并将其向下分解为具备可测性的装配几何特征,研究了待测特征与测量设备的适配性,提出了测量信息快速提取和标注方法。(2)提出了零部件装配关系匹配方法。研究了零部件待测特征的表达形式,将其转化为数据库可存储的模式,并作为装配关系匹配依据,开发了法向匹配法、重叠性匹配法和包围盒匹配法等装配关系匹配算法,结合静电场理论实现曲面装配关系的精确匹配。(3)研究了大尺寸零部件测量点差异性规划方法。构建了精确表达待测特征的参数模型,基于参数模型提出了融合测量不确定度和曲率特性的布点方法,建立了完整、高效的测量点规划策略。(4)在上述研究的基础上,基于CAA技术开发了三维测量模型快速构建系统,并以翼盒实验件为应用对象,验证了该系统的有效性。
杨晓坤[4](2019)在《大尺寸空间移动测量系统末端执行器运动规划研究》文中指出近十几年来,具有高精度、大量程的移动测量系统在铁路运输、航空航天、汽车制造等行业中有着大量的需求。用户对产品制造质量的要求随着大型装备制造业的发展在不断提高,工业产品的设计和制造技术不断更新,工业现场尺寸测量逐步呈现出测量对象多样化、测量环境复杂化、测量过程自动化等特点,现有的工业尺寸测量系统已经无法满足日渐增长的大尺寸空间坐标测量自动化与高效化的需求。因此一种具有自动规划测量设备运动功能的图形用户界面亟待被开发出来,本文以动车组司机室外表面为研究对象,重点研究了可实现末端执行器运动规划自动化的方法及具有可视化功能的图形用户界面。首先,研究了现有测量设备布点策略并提出一种新的测量布点方法。基于已知的CAD模型,将其转换为STL格式,利用三角形来逼近待测工件的表面。综合扫描仪的参数及曲面的曲率因素将CAD模型的表面离散为点云数据,利用三次均匀B样条对点云数据进行插值建立其数学模型。同时建立了测量设备工作视野的数学模型,基于上述数学模型设计了具有自动化布点功能的算法。其次,研究了测量设备路径规划方法并提出一种避障路径生成策略。利用蚁群算法求取经过每块测量区域内所有测量点的最短路径。依据视觉测量系统的参数求取待测CAD等距的曲面,求取每个测量设备坐标点最近的三角面片并进行投影,对相邻的投影点利用“多面体面上相邻两点最短距离”算法求取中间点的坐标。利用三次均匀B样条对端点及中间点进行插值,从而获得机械手末端执行器的无碰撞路径。最后,在笛卡尔空间规划了机械手的轨迹并提出一种测量过程可视化的方法并设计了运动规划图形用户界面。为了解决传统梯形速度曲线的加速度曲线不连续会引起机械臂的振动和冲击进而严重影响机器人的寿命的问题,本文依据路径的长度,将传统的S型速度规划分为四种模式,并利用MATLAB验证了方法的有效性。建立测量设备工作视野的数学模型求取每个位姿下四棱台与曲面的公共区域并对该区域染色。通过观察曲面的颜色变化即可判断曲面是否存在未被测量的区域,直观的验证了布点策略的正确性与可靠性。
贾静[5](2013)在《多相机系统中若干视觉几何问题的研究》文中研究说明计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过一幅或多幅二维图像认知三维现实环境的能力。计算机视觉研究领域涉及大量的数学方法,其中视觉几何是三维计算机视觉的数学理论基础。关于视觉几何的研究在过去20年中取得了长足的进展。但是随着多相机系统的广泛应用,传统方法不能满足要求。本文从视觉几何的角度,主要对多相机系统的标定问题进行了研究,同时也对多相机系统中的极线几何问题、增强现实应用中的三维注册问题进行了探讨,本文的主要贡献如下:1)提出了秩1约束下,基于圆球的相机内参数和外参数标定方法。相机标定是为了获取表示相机自身特性的内参数和表示相机与场景位置关系的外参数。近年来,随着多相机系统的出现,由于传统平面标定板无法使各个视角的相机同时可视,许多研究者提出了基于圆球标定物的标定方法。本文详细分析了圆球的视觉几何特性,提出了圆球投影与绝对二次曲线投影(Image ofAbsolute Conic, IAC)之间存在同心圆关系的新几何解释;提出了圆球投影与隐消线(Vanishing Line)之间关系的新几何解释;以双触(double-contact)关系中的秩1约束为基础,提出了秩1约束下求解相机内参数的方法;提出了一种计算相机外参数的简便方法,并采用秩1约束提高圆球球心空间位置的求解精度,从而提高外参数的标定精度。本文提出的几何解释建立在非对偶形式上,更直观清楚;提出的秩1约束可以提高内参数和外参数的标定精度。2)提出了以圆球取代传统棍状1D标定物的标定方法。1D标定是另一种用于多相机系统的标定方法,棍状1D标定物通常采用位于一条直线上的已知位置的三个标志点实现相机标定。本文通过分析两个圆球间的视觉几何特性,提出以两个圆球球心及其连线的中点作为1D标定物,该1D标定物的长度是变化的,但是通过圆球投影特性,可以获得这些长度的相对比例。本文方法只需拍摄单个圆球在不同位置下的多幅图像,就可以精确地提取标志点的图像坐标,实现对相机的1D标定。3)提出了一种将圆球标定物用于结构光系统的标定方法。本文分析了圆球投影与截交线投影(光平面和圆球轮廓的交线)之间的double-contact关系。利用圆球投影和截交线投影计算相机内参数,并利用圆球球面方程建立各个光平面方程。本方法能够达到较高的重建精度。4)提出了一种在四点共面约束条件下由6点求解基础矩阵的方法及其几何解释。基础矩阵用于表示双目视觉的中的极线几何关系,它广泛应用于相机标定和三维重建中。对于多相机系统,容易出现两个相机主光轴接近平行的情况,此时基础矩阵的解存在不稳定性。本文分析了当相机主光轴接近平行时,传统基于对极线的基础矩阵解法存在不稳定性的原因,提出了一种求解基础矩阵的方法,其中使用双射影变换法求解投影矩阵,再进一步通过投影矩阵的张量形式求解基础矩阵。本方法可提高基础矩阵求解的精度和稳定性。5)提出了一种利用特殊的自然场景特征,在足球视频增强现实应用中对相机进行标定并实现三维注册的方法。三维注册指为了将三维数据放置到公共参考坐标系下,所需进行的数据转换工作。足球视频增强现实应用中的三维注册研究如何实时检测相机相对于真实场景的位置和姿态,使系统能够根据这些信息将虚拟三维物体放置到真实场景坐标系中,从而能以正确的投影关系,将虚拟物体投影到图像上。本文方法利用足球场地的自然信息,以足球场地的中圈作为二次曲线,利用场地中点和无穷远直线相对于中圈的配极几何关系,建立场景坐标系,计算相机内外参数,得到相机投影矩阵,从而将虚拟物体投影到图像平面,实现对虚拟物体的三维注册。与传统采用孤立特征点的方法相比,该方法基于二次曲线的整体信息,可以提高注册的稳定性,且该方法可在相机内参数变化的情况下使用。
贾红洋[6](2012)在《复杂曲面测量采样策略与轮廓度误差评定方法研究》文中指出随着现代制造技术的发展,复杂曲面类零件已广泛应用于航空航天、汽车、造船、精密模具等工业领域,复杂曲面的加工质量也成为制约整个系统性能的关键因素。为了实现复杂曲面加工质量信息的检测和误差评定,本文重点研究了复杂曲面自适应采样方法和轮廓度误差评定算法。首先,研究了基于CAD模型的复杂曲面自适应采样算法。根据“曲面-曲线-点集”的分解次序,提出了基于STL模型的离散数据点提取算法,将已知CAD模型的复杂曲面离散为多组截交线。然后,通过对各组离散点三次均匀B样条插值,获取各截交线的参数表达;以曲率为基础,定义曲率测度函数,并以之为密度计算样条质量,提出了一种基于均分样条质量的截交线采样新方法,并通过对比分析理论曲线与采样点插值所得实际曲线的偏差数据,实现采样样本大小随采样精度的自适应确定。在截交线采样算法的基础上,对复杂曲面的采样点规划制定了详细的方案,实现了复杂曲面测量采样点随曲率特征的自适应分布。其次,研究了基于自适应免疫遗传算法和坐标轮转法的轮廓度误差评定方法。根据面轮廓度误差定义,按照最小包容区域要求,建立了面轮廓度误差评定数学模型。针对未知数学模型的复杂曲面,提出了基于STL模型的空间点到复杂曲面最短距离的计算算法。然后,在标准遗传算法(SGA)的基础上,引入生物免疫机理及自适应调节策略,采用自适应免疫遗传算法(AIGA)进行测点集与理论曲面的最优匹配,并结合坐标轮换法(CA)在近似最优解附近小范围搜索,以进一步逼近误差真实值。最后,应用MATLAB中的GUI模块,开发了复杂曲面自适应采样算法和轮廓度误差评定方法的用户交互界面,并基于Visual C++开发工具和MALTB的COM技术,将曲面采样和误差评定模块集成到天津大学自主研发的“复杂空间型面制造质量在机检测软件系统”中,使其质量检测与误差评定功能向复杂曲面类零件扩展。最后,通过实例验证了该软件系统在处理复杂曲面测量采样和误差评定问题的可行性。
陈晓兵[7](2011)在《口腔修复体高效数控加工编程技术研究与实现》文中认为随着三维测量、离散造型和数控加工技术的发展,CAD/CAM技术在口腔修复领域中得到了广泛的应用。口腔修复体的数控加工技术是口腔修复CAD/CAM技术中的重要组成部分。本文以口腔修复体的高效加工为主线,研究了口腔修复体数控编程中的相关理论、方法和技术。研究的主要内容和创新成果如下:(1)研究了口腔修复体网格曲面截面线法刀轨生成技术。采用“区域划分”的方法实现了截交线的快速计算,去除了初始刀轨的自交和冗余的刀位点。提出了基于改进截平面法的等残留高度刀轨生成算法:首先根据残留高度计算刀触点轨迹投影线并对其进行修正,然后由修正的刀触点轨迹投影线构造约束曲面,通过约束曲面和网格曲面迭代求交的方法生成等残留高度刀轨。通过实验验证了等残留高度刀轨在保证加工质量的条件下比截平面法刀轨的加工效率提高了约28%。(2)研究了口腔修复体网格曲面参数线法刀轨生成技术。提出了修复体等参数线刀轨生成算法:根据调和映射理论和参数线规划方式生成了四种类型的等参数线刀轨。提出了修复体参数螺旋刀轨生成算法:首先计算修复体模型在参数网格中的参数环,然后在相邻参数环的参数点之间进行“分组匹配”,依次计算初始和精确的对角参数螺旋线;在此基础上生成了无干涉的参数螺旋刀轨。通过实验验证了参数螺旋刀轨比截平面法刀轨的加工效率提高了约30%,且能够保证较好的加工质量。(3)研究了口腔修复体基于样条曲线拟合的刀轨优化技术。提出了修复体分段拟合圆弧样条刀轨生成算法:采用分段拟合的方法对初始刀位点进行拟合;通过“偏差映射”的方法对刀位点处的拟合精度进行了修正。提出了修复体IDOM法NURBS刀轨生成算法:改进了DOM算法中的初始特征点选取和新特征点确定方法,并在拟合过程中对特征点参数进行了修正;在此基础上生成了拟合精度较高、控制顶点较少的NURBS切削刀轨,并通过调节过渡刀轨的节点矢量和控制顶点,保证了整条刀轨的连续性。通过实验验证了优化后刀轨比优化前刀轨的加工效率和质量均有所提高,加工效率提高约19%。(4)研究了口腔修复体基于MMR的五轴加工刀轨生成技术。研究了基于最大材料去除率的无曲率干涉刀具方位角确定方法;提出了修复体MMR平底刀五轴加工刀轨生成算法:采用截平面法计算刀触点轨迹,以最大材料去除率、刀具无干涉为约束条件确定刀具方位角;在此基础上生成了MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了MMR法刀轨比Sturz法刀轨的加工效率提高了约17%,同时加工质量也有所提高。(5)研究了口腔修复体分段刀轨加减速过渡的进给速度生成技术。提出了基于曲线加减速规划和“向前修正”的刀位点处进给速度过渡处理算法。提出了基于分段刀轨加减速过渡的自适应进给速度生成算法:以刀触点处进给速度和机床的运动特性为约束,对微段刀轨进行分段并规划进给速度;采用S曲线加减速方式对相邻刀轨段的进给速度进行过渡处理,实现了数控编程进给速度的自适应生成。通过实验验证了在保证机床运动平稳的条件下自适应进给速度方法比恒定进给速度方法的加工效率可提高6%10%。
侯爱民[8](2002)在《非回转二次曲面平面截交线实形的求解方法》文中研究表明根据非回转二次曲面与特定方向的两组平行平面束相交为圆截面的几何特性 ,论述了通过包含圆截面作辅助球面 ,可以直接、准确地求解非回转二次曲面截交线实形的作图方法。该方法有作图简单、方便和作图准确等优点
葛常清[9](2001)在《二次曲面截交线的研究》文中指出对控制投影面、二次曲面及截平面三者之间相对位置的参数进行投影分析和对平面与二次曲面的交线投影成圆周条件的证明,为方便准确地求解二次曲面的截交线、贯穿点、相贯线等提供了理论根据,为其程序编制及计算机绘图提供了新的行之有效的方法。
葛常清[10](2001)在《平面与二次曲面交线具有圆投影的探讨》文中认为通过对控制平面、二次曲面及投影面三者之间相对位置的参数进行投影分析和对平面与二次曲面的交线投影成圆周条件的证明 ,为方便准确地求解二次曲面的截交线 ,提供了理论根据 ,为其程序编制及计算机绘图提供了新的行之有效的方法。
二、二次曲面截交线的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、二次曲面截交线的研究(论文提纲范文)
(1)基于曲面的点云直接分层算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 增材制造技术研究背景 |
1.2 点云分层算法研究现状 |
1.2.1 领域点投影法 |
1.2.2 截交法 |
1.3 研究内容与路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究路线 |
2 数据前处理 |
2.1 数据模型选择 |
2.2 数据获取 |
2.3 数据处理及输出 |
2.4 数据检索 |
2.4.1 KNN算法 |
2.4.2 kd-tree算法 |
2.5 本章小结 |
3 基于曲面的点云直接分层算法 |
3.1 分层方向、领域及点集的选取 |
3.2 曲面拟合 |
3.2.1 点云曲面拟合方法概述 |
3.2.2 曲面拟合 |
3.3 截交平面及截交线拟合 |
3.3.1 截交平面的获取 |
3.3.2 截交线的获取 |
3.4 分层轮廓点的获取 |
3.5 面向多轮廓的拟合算法 |
3.5.1 多轮廓问题 |
3.5.2 聚类 |
3.5.3 排序 |
3.5.4 轮廓线拟合实验验证 |
3.6 分层实验 |
3.6.1 分层具体流程 |
3.6.2 实验验证 |
3.7 本章小结 |
4 基于点云的自适应分层算法 |
4.1 阶梯效应 |
4.2 自适应判别因子的确定 |
4.2.1 自适应分层现状 |
4.2.2 轮廓多边形布尔运算 |
4.3 自适应算法实现 |
4.4 自适应分层实验 |
4.5 本章小结 |
5 基于点云的分层算法改进与实现 |
5.1 问题提出 |
5.2 改进的方法 |
5.2.1 方法阐述 |
5.2.2 程序实现 |
5.3 实验分析 |
5.4 本章小结 |
6 FDM实验分析 |
6.1 FDM概述 |
6.2 路径规划 |
6.2.1 路径规划 |
6.2.2 生成G-code |
6.3 打印实验 |
6.3.1 点云模型与STL模型增材制造对比 |
6.3.2 自适应分层实验 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
7.1 总结 |
7.2 主要创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(2)基于曲线的点云模型直接分层算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 增材制造技术简介 |
1.1.1 国内的发展过程 |
1.1.2 国外的发展过程 |
1.2 研究所用数据类型的选择 |
1.2.1 数据类型的选择 |
1.2.2 点云数据格式OBJ简介 |
1.3 基于点云模型的直接分层算法研究现状 |
1.3.1 投影法的研究现状 |
1.3.2 截交法的研究现状 |
1.4 课题研究背景与目的 |
1.5 研究内容与路线 |
1.5.1 主要研究内容 |
1.5.2 研究路线 |
2 基于曲线投影的分层算法 |
2.1 分层算法的实现 |
2.1.1 曲面拟合时所需点集的选取 |
2.1.2 二次曲面的拟合 |
2.1.3 轨迹平面的确定 |
2.1.4 轨迹线、分层轮廓点及分层轮廓线的获取 |
2.1.5 曲线投影与线性投影的区别及本章算法具体流程 |
2.2 分层算法的实验验证 |
2.3 本章小结 |
3 基于曲线截交的分层算法 |
3.1 分层算法的实现 |
3.1.1 基于曲线截交的分层算法理论 |
3.1.2 曲线截交与传统截交的区别 |
3.1.3 分层算法的具体实现过程 |
3.2 基于不同点云模型的分层算法实验验证 |
3.3 本章小结 |
4 基于曲线投影的分层算法的改进与实现 |
4.1 分层算法的改进 |
4.1.1 改进部分的理论 |
4.1.2 改进的分层算法的具体实现过程 |
4.2 分层算法的应用实例 |
4.3 本章小结 |
5 分层算法的对比分析 |
5.1 三种算法的对比分析 |
5.2 与前人所提出的分层算法的对比分析 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(3)飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 数字化测量国内外应用现状 |
1.2.2 测量点规划国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容及结构 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文章节安排 |
第二章 装配几何特征三维测量模型定义 |
2.1 引言 |
2.2 测量模型定义总体路线 |
2.3 测量信息规划 |
2.3.1 装配几何特征梳理 |
2.3.2 待测特征提取及命名 |
2.3.2.1 待测特征提取 |
2.3.2.2 待测特征命名 |
2.3.3 待测特征与测量设备适配 |
2.3.4 基准信息提取 |
2.4 测量信息标注 |
2.5 本章小结 |
第三章 飞机零部件装配关系匹配 |
3.1 引言 |
3.2 零部件信息提取与维护 |
3.2.1 数据库的选择 |
3.2.2 孔孔或孔轴配合信息提取 |
3.2.3 平面配合信息提取 |
3.2.4 曲面配合信息提取 |
3.3 飞机零部件装配关系匹配 |
3.3.1 孔孔或孔轴配合匹配方法 |
3.3.2 平面配合匹配方法 |
3.3.3 曲面配合匹配方法 |
3.4 曲面装配关系匹配优化 |
3.4.1 曲面静电场化 |
3.4.2 曲面离散点编码 |
3.4.3 基于局部区域的曲面配合区域配准 |
3.4.4 曲面配合区域配准应用验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 大尺寸零部件测量点差异性规划方法 |
4.1 引言 |
4.2 测量点规划总体路线 |
4.3 待测特征确定性表达构建 |
4.3.1 曲线方程求解 |
4.3.2 曲线方程优化 |
4.3.2.1 曲线方程局部优化 |
4.3.2.2 曲线方程整体优化 |
4.4 待测特征测量点布设 |
4.4.1 曲线测量点布设 |
4.4.1.1 曲率极值点求解 |
4.4.1.2 测量不确定度评估 |
4.4.2 曲面测量点布设 |
4.5 测量点规划实验验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 三维测量模型构建系统设计与应用 |
5.1 引言 |
5.2 开发平台及开发工具 |
5.3 系统框架 |
5.3.1 系统总体架构 |
5.3.2 系统功能架构 |
5.4 系统运行流程 |
5.5 系统功能实现及应用示例 |
5.5.1 测量信息提取模块 |
5.5.2 测量信息标注模块 |
5.5.3 装配关系匹配模块 |
5.5.4 测量点规划模块 |
5.5.5 数据存储及报告输出模块 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(4)大尺寸空间移动测量系统末端执行器运动规划研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 大尺寸测量技术及移动机器人运动规划的研究现状 |
1.2.1 大尺寸测量技术研究现状 |
1.2.2 运动规划的研究现状 |
1.3 现有移动测量方式存在的主要问题 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 移动测量机器人系统构建及运动学分析 |
2.1 移动测量机器人系统的组成 |
2.1.1 系统的整体框图 |
2.1.2 系统的硬件平台组成 |
2.2 测量机器人的运动学模型 |
2.2.1 机器人的连杆参数表示 |
2.2.2 测量机器人的坐标系建立 |
2.3 测量机器人的运动学求解 |
2.3.1 运动学正解 |
2.3.2 机器人逆向运动学求解 |
2.4 本章小结 |
第3章 视觉测量系统布点策略 |
3.1 扫描仪与待测件数学模型的提取 |
3.1.1 扫描仪的景深与视野 |
3.1.2 STL模型 |
3.1.3 数据点提取算法设计 |
3.2 B样条的性质与插值理论 |
3.2.1 B-spline曲线定义 |
3.2.2 B-spline曲线性质 |
3.2.3 三次均匀B-spline曲线 |
3.2.4 三次均匀B-spline曲线的插值 |
3.3 控制弦高法布点策略 |
3.3.1 曲面截交线的插值 |
3.3.2 截交线的等弦长分割 |
3.3.3 控制弦高法布点策略 |
3.4 梯形截取法布点策略的提出 |
3.4.1 待测工件与扫描仪视野数学建模 |
3.4.2 梯形的等距实体 |
3.4.3 梯形截取法截取具体步骤 |
3.5 控制弦高法与梯形截取法的对比分析 |
3.6 视觉测量系统空间坐标的求解 |
3.7 布点策略的实验验证 |
3.7.1 实验平台的组成 |
3.7.2 基于梯形截取法的空间布点求取 |
3.7.3 复杂曲面测量与分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 基于蚁群算法的形貌测量路径优化 |
4.1 蚁群算法原理及流程 |
4.2 基于蚁群算法的形貌测量优化 |
4.3 视觉测量系统避障路径的生成 |
4.3.1 空间曲面的等距面 |
4.3.2 多面体面上两点最短路径 |
4.4 本章小结 |
第5章 移动测量机器人笛卡尔空间轨迹规划 |
5.1 轨迹规划概述 |
5.1.1 路径与轨迹的区别 |
5.1.2 关节空间与笛卡尔空间 |
5.2 空间直线和圆弧的轨迹规划 |
5.2.1 空间直线的轨迹规划 |
5.2.2 空间圆弧的轨迹规划 |
5.3 基于位移约束的S型速度轨迹规划 |
5.4 轨迹规划的仿真分析与实验验证 |
5.4.1 轨迹规划的仿真分析 |
5.4.2 轨迹规划的实验验证 |
5.5 本章小结 |
第6章 仿真验证算法的设计与分析 |
6.1 基于MATLAB平台的仿真验证算法设计 |
6.1.1 双目扫描仪公共视野的求取 |
6.1.2 三维扫描仪视野坐标系的建立 |
6.1.3 扫描仪视野与曲面的布尔求交 |
6.1.4 基于MATLAB平台的算法设计 |
6.2 移动测量运动规划系统GUI设计 |
6.2.1 GUI界面介绍 |
6.2.2 GUI工作流程 |
6.3 梯形截取法仿真验证分析 |
6.3.1 拉伸曲面布点验证 |
6.3.2 旋转曲面布点验证 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)多相机系统中若干视觉几何问题的研究(论文提纲范文)
作者简介 |
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 本文的研究背景与意义 |
1.2.1 多相机系统的中的相机标定 |
1.2.2 多相机结构光系统中的相机标定与结构标定 |
1.2.3 多相机系统中的极线几何约束 |
1.2.4 足球场多相机系统应用中的三维注册 |
1.3 本文的主要工作 |
1.4 论文的组织 |
第二章 射影几何与相机几何 |
2.1 射影几何基本概念 |
2.2 平面射影几何 |
2.3 空间射影几何 |
2.4 相机模型 |
2.5 基本几何基元的投影 |
2.6 相机标定 |
2.7 本章小结 |
第三章 圆球的几何特性与相机参数 |
3.1 圆球及其投影模型 |
3.1.1 圆球特性简介 |
3.1.2 圆球的投影模型 |
3.2 相机内参数的非线性解法 |
3.2.1 圆球投影与 IAC 和 DIAC 的代数解释 |
3.2.2 圆球投影与 IAC 的同心圆关系 |
3.2.3 非线性方法求解相机内参数 |
3.3 相机内参数的线性解法 |
3.3.1 基于圆球投影对偶形式的线性解法 |
3.3.2 基于圆球投影一般形式的线性解法 |
3.4 基于 double-contact 关系与秩 1 约束的内参数优化 |
3.4.1 圆球投影与 IAC 的 double-contact 关系 |
3.4.2 double-contact 与秩 1 约束 |
3.4.3 秩 1 约束下的内参数优化 |
3.5 圆球投影与外参数 |
3.5.1 球心位置与外参数的传统算法 |
3.5.2 球心位置的新几何解释与直观求解方法 |
3.5.3 相机外参数的求解 |
3.5.4 秩 1 约束在的外参数求解中的作用 |
3.6 实验结果 |
3.6.1 内参数的实验结果 |
3.6.2 外参数的实验结果 |
3.7 本章小结 |
第四章 圆球的 1D 特性 |
4.1 一维标定的基本公式 |
4.2 两个圆球形成圆锥顶点分析 |
4.3 基于圆球的 1D 标定 |
4.3.1 利用圆球投影特性确定 1D 标定物的长度比例 |
4.3.2 基于圆球一维特性的标定算法 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 仿真实验 |
4.4.2 真实实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 圆球几何特性在结构光系统中的应用 |
5.1 结构光中的光平面 |
5.2 圆球自身的 double-contact 约束 |
5.3 基于截交线的相机内参数标定 |
5.3.1 利用截交线标定相机内参数 |
5.3.2 利用 double-contact 约束优化求解截交线投影 |
5.4 结构参数的标定与深度获取 |
5.4.1 结构参数的标定 |
5.4.2 获取深度信息 |
5.5 实验结果 |
5.5.1 相机内参数标定试验 |
5.5.2 重建实验 |
5.6 本章小结 |
第六章 共面特性约束下的基础矩阵 |
6.1 对极几何关系与基础矩阵 |
6.1.1 对极几何与基础矩阵 |
6.1.2 基于对极线的四点共面基础矩阵算法 |
6.2 双射影变换法求解基础矩阵 |
6.2.1 双射影变换法求解投影矩阵 |
6.2.2 从投影矩阵到基础矩阵 |
6.3 实验结果 |
6.4 本章小结 |
第七章 足球场多相机系统的三维注册 |
7.1 增强现实与三维注册简介 |
7.2 中圈投影二次曲线与相机参数 |
7.2.1 配极几何关系 |
7.2.2 中圈投影二次曲线与相机参数 |
7.3 实验结果 |
7.3.1 模拟实验 |
7.3.2 真实实验 |
7.4 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 研究工作总结 |
8.2 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
博士在读期间的研究成果 |
(6)复杂曲面测量采样策略与轮廓度误差评定方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题的研究背景 |
1.2.1 复杂曲面测量 |
1.2.2 复杂曲面轮廓度误差评定 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 复杂曲面测量采样策略 |
1.3.2 复杂曲面轮廓度误差评定方法 |
1.4 课题的来源和研究内容 |
第二章 复杂曲线造型理论 |
2.1 曲线的表达方式 |
2.1.1 显式表示 |
2.1.2 隐式表示 |
2.1.3 参数表示 |
2.2 Bézier 曲线理论 |
2.2.1 Bézier 曲线定义 |
2.2.2 Bézier 曲线性质 |
2.3 B-spline 曲线理论 |
2.3.1 B-spline 曲线定义 |
2.3.2 B-spline 曲线性质 |
2.3.3 三次均匀 B-spline 曲线 |
2.3.4 三次均匀 B-spline 曲线的插值 |
2.4 本章小结 |
第三章 复杂曲面自适应采样策略 |
3.1 截交线数据点提取 |
3.1.1 STL 模型 |
3.1.2 数据点提取算法 |
3.2 截交线数学模型 |
3.3 自适应采样策略 |
3.3.1 截交线采样策略 |
3.3.2 复杂曲面采样策略 |
3.4 仿真实验验证 |
3.4.1 截交线采样算例 |
3.4.2 复杂曲面采样算例 |
3.5 本章小结 |
第四章 复杂曲面轮廓度误差评定 |
4.1 轮廓度公差 |
4.2 轮廓度误差评定模型 |
4.2.1 最小二乘评定模型 |
4.2.2 最小区域评定模型 |
4.3 空间点到复杂曲面距离计算 |
4.3.1 分割逼近法 |
4.3.2 基于 STL 模型计算点到曲面距离 |
4.4 优化算法 |
4.4.1 遗传算法 |
4.4.2 免疫遗传算法 |
4.4.3 坐标轮换法 |
4.5 仿真实验及结果分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 曲面采样与误差评定模块开发与集成 |
5.1 在机检测软件系统功能扩展 |
5.1.1 在机检测软件系统简介 |
5.1.2 扩展模块功能构成 |
5.2 扩展模块的 GUI 设计 |
5.2.1 曲面采样模块的 GUI 设计 |
5.2.2 误差评定模块的 GUI 设计 |
5.3 扩展模块集成 |
5.4 实例验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
附录 |
致谢 |
(7)口腔修复体高效数控加工编程技术研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 口腔修复 CAD/CAM 技术现状 |
1.2.1 口腔修复 CAD/CAM 系统概况 |
1.2.2 口腔修复数字化设计技术 |
1.2.3 口腔修复数字化制造技术 |
1.3 口腔修复体数控加工编程技术 |
1.3.1 自由曲面数控加工刀轨生成技术 |
1.3.2 口腔修复体数控加工刀轨生成技术 |
1.3.3 口腔修复体数控加工工艺规划 |
1.3.4 面向高效加工的口腔修复体数控编程 |
1.3.5 口腔修复体现有数控编程技术总结 |
1.4 本文的选题背景和研究内容 |
1.4.1 选题背景 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 口腔修复体网格曲面截面线法刀轨生成技术 |
2.1 引言 |
2.2 基于区域划分的截交线计算 |
2.2.1 求交区域确定 |
2.2.2 三角片和截平面求交 |
2.3 无冗余刀位点计算 |
2.3.1 CC 截平面法刀位点计算 |
2.3.2 CL 截平面法刀位点计算 |
2.3.3 冗余刀位点去除 |
2.4 可变刀轨行距计算 |
2.4.1 网格曲面顶点曲率估算 |
2.4.2 刀轨间隔方向曲率计算 |
2.4.3 刀轨变行距计算 |
2.5 刀轨自交和干涉处理 |
2.5.1 基于改进 PCI 算法的刀轨自交去除 |
2.5.2 球头刀加工刀具干涉避免 |
2.6 修复体网格曲面截平面法刀轨生成 |
2.7 修复体网格曲面等残留高度法刀轨生成算法 |
2.7.1 基本步骤 |
2.7.2 CC 轨迹投影线计算 |
2.7.3 CC 轨迹投影线修正 |
2.7.4 CC 轨迹线计算 |
2.8 实例验证 |
2.8.1 算法实例 |
2.8.2 加工实例 |
2.9 本章小结 |
第三章 口腔修复体网格曲面参数线法刀轨生成技术 |
3.1 引言 |
3.2 修复体模型参数化 |
3.2.1 网格曲面参数化 |
3.2.2 修复体模型调和映射 |
3.2.3 参数化变形度量 |
3.3 参数线法刀轨规划方式 |
3.3.1 相关术语 |
3.3.2 参数线规划方式 |
3.4 修复体 SPP 式等参数线刀轨生成算法 |
3.4.1 基本步骤 |
3.4.2 SPP 式等参数线刀轨生成 |
3.5 修复体 CPL 式等参数线刀轨生成算法 |
3.5.1 基本步骤 |
3.5.2 CPL 式等参数线刀轨生成 |
3.6 基于 CPL 式的修复体参数螺旋刀轨生成算法 |
3.6.1 基本步骤 |
3.6.2 对角参数螺旋线生成 |
3.6.3 残留高度误差分析 |
3.7 实例验证 |
3.7.1 算法实例 |
3.7.2 加工实例 |
3.8 本章小结 |
第四章 口腔修复体基于样条曲线拟合的刀轨优化技术 |
4.1 引言 |
4.2 分段圆弧样条拟合 |
4.2.1 基本步骤 |
4.2.2 分段拟合方法 |
4.3 NURBS 曲线相关理论 |
4.3.1 NURBS 曲线定义 |
4.3.2 节点矢量确定 |
4.3.3 B 样条曲线德布尔算法 |
4.4 DOM 法 B 样条曲线拟合 |
4.4.1 DOM 算法步骤 |
4.4.2 初始特征点选取 |
4.4.3 新特征点确定 |
4.5 修复体分段拟合圆弧样条刀轨生成算法 |
4.5.1 基本过程 |
4.5.2 拟合精度修正 |
4.5.3 圆弧刀轨过渡 |
4.6 修复体 IDOM 法 NURBS 刀轨生成算法 |
4.6.1 基本步骤 |
4.6.2 初始特征点选取 |
4.6.3 节点矢量计算及局部性分析 |
4.6.4 B 样条拟合曲线投影点计算 |
4.6.5 新特征点确定及特征点参数修正 |
4.6.6 拟合精度控制 |
4.6.7 NURBS 过渡刀轨生成 |
4.7 实例验证 |
4.7.1 算法实例 |
4.7.2 加工实例 |
4.8 本章小结 |
第五章 口腔修复体基于 MMR 的五轴加工刀轨生成技术 |
5.1 引言 |
5.2 基于 MMR 的平底刀五轴加工干涉避免 |
5.2.1 全曲率匹配下的曲率干涉检测 |
5.2.2 无曲率干涉 MMR 刀具方位角确定算法 |
5.2.3 非曲率干涉处理 |
5.3 修复体 MMR 平底刀五轴加工刀轨生成算法 |
5.3.1 基本步骤 |
5.3.2 基于 MMR 的刀具方位角确定 |
5.3.3 刀位数据计算 |
5.3.4 后置处理 |
5.4 实例验证 |
5.4.1 算法实例 |
5.4.2 加工实例 |
5.5 本章小结 |
第六章 口腔修复体分段刀轨加减速控制的进给速度生成技术 |
6.1 引言 |
6.2 数控编程进给速度规划 |
6.2.1 进给速度确定 |
6.2.2 进给速度过渡处理 |
6.3 基于分段刀轨加减速过渡的自适应进给速度生成算法 |
6.3.1 基本步骤 |
6.3.2 曲率半径划分及进给速度计算 |
6.3.3 初始划分可调的多区域曲率半径划分 |
6.3.4 刀轨段间进给速度过渡处理 |
6.3.5 NURBS 刀轨自适应进给速度生成 |
6.4 实例验证 |
6.4.1 算法实例 |
6.4.2 加工实例 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(8)非回转二次曲面平面截交线实形的求解方法(论文提纲范文)
1 图解原理及方法 |
2 实例分析 |
2.1 椭圆锥面的平面截交线实形 |
2.2 三轴椭球面的平面截交线实形 |
2.3 单叶双曲面的平面截交线实形 |
3 结束语 |
(9)二次曲面截交线的研究(论文提纲范文)
1 用蒙若定理分析截交线 |
2 截交线在怎样的情况下投影成圆 |
2.1 正圆柱的截交线投影成圆 |
2.2 二次曲面的截交线投影成圆 |
2.3 平行的截面所得截交线的情况分析 |
3 实践应用 |
4 结语 |
四、二次曲面截交线的研究(论文参考文献)
- [1]基于曲面的点云直接分层算法研究[D]. 张辉. 内蒙古科技大学, 2021
- [2]基于曲线的点云模型直接分层算法研究[D]. 王耀. 内蒙古科技大学, 2020
- [3]飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究[D]. 毛喆. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]大尺寸空间移动测量系统末端执行器运动规划研究[D]. 杨晓坤. 燕山大学, 2019(03)
- [5]多相机系统中若干视觉几何问题的研究[D]. 贾静. 西安电子科技大学, 2013(10)
- [6]复杂曲面测量采样策略与轮廓度误差评定方法研究[D]. 贾红洋. 天津大学, 2012(07)
- [7]口腔修复体高效数控加工编程技术研究与实现[D]. 陈晓兵. 南京航空航天大学, 2011(10)
- [8]非回转二次曲面平面截交线实形的求解方法[J]. 侯爱民. 太原理工大学学报, 2002(05)
- [9]二次曲面截交线的研究[J]. 葛常清. 苏州城建环保学院学报, 2001(04)
- [10]平面与二次曲面交线具有圆投影的探讨[J]. 葛常清. 苏州丝绸工学院学报, 2001(05)