| 题名 | 义齿点云曲面重建方法研究 |
| 作者 | 张霞 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 赵吉宾 |
| 关键词 | 计算机辅助几何设计 曲面重建 数据预处理 蒙皮 |
| 其他题名 | Research on Method of Surface Reconstruction from Denture Scattered Point Cloud |
| 学位专业 | 机械电子工程 |
| 中文摘要 | 国内义齿CAD/CAM系统的研究还处于实验室阶段，目前还没有开发出一套实用的产品。由于国外市场的垄断以及国内义齿市场的需求，义齿系统的研制迫在眉睫。义齿曲面重建是CAD系统中非常重要的一部分，重建曲面的好坏直接影响到义齿的造型，以及进一步的义齿产品的数控加工。本文的研究目标是义齿散乱点云的曲面重建，主要内容包括义齿散乱数据点的预处理、义齿点云的三角网格曲面重建和参数曲面重建。 1、 散乱数据点的预处理 义齿点云获取过程中，会不可避免地引入数据误差，产生各种坏点、杂点等，这些异常点的存在会加大曲面重建的难度，造成重建后的模型极大扭曲变形甚至根本无法进行重建。针对以上情况，在曲面重构前，本文对义齿点云做了相应的数据预处理，主要包括通过交互手段对异常点的剔除、采用了主元分析法进行义齿点云的模型变换及提出了基于距离阈值的空间均匀栅格法精简散乱密集数据点，从而获得能够符合重建要求的数据点。 2、 义齿点云的三角网格曲面重建 预处理后的义齿模型数据往往还是散乱无序、无任何几何拓扑信息的，为了能够快速地重建出义齿曲面，本文研究了义齿点云的三角网格曲面重建。三角网格曲面重建对数据拓扑关系具有较宽的适应性，能够高效的完成曲面的重构。文中首先采用了空间delaunay三角剖分法来保证剖分网格的优质性；针对义齿点云数据量大的特点，采用空间栅格法对其进行三维空间划分，提高了曲面的重建效率。 3、 B样条参数曲面重建 三角网格曲面本身的性质决定了它无法精确的表达曲面信息，为了满足后续义齿CAM系统的数据加工的精度要求，需要重建出更为光顺、精确更高的义齿曲面，因此采用了广泛用于飞机、汽车等复杂曲面设计领域的参数曲面重建方法。本文研究了基于散乱点云的B样条曲面蒙皮造型算法，有效地实现了义齿点云光顺曲面的重建。算法首先对散乱义齿点云进行切片处理，提出了一种新的关联点对算法——极角排序法，从而获得更好的初始截面数据点。为了避免蒙皮时需要相容性处理而带来节点和控制顶点增加的问题，本文提出了先通过最小二乘法拟合截面线，再对其进行二次采样，获取各截面线数据点分布相同的坐标点集的重采样算法。利用重新参数化后的采样点，就能有效地解决各截面线的节点向量统一的问题。此算法避免了计算复杂度高的相容性处理过程，重建效率高，实现简单。 |
| 索取号 | TP391.7/Z36/2011 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP391.7 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9307]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_装备制造技术研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张霞. 义齿点云曲面重建方法研究[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2011. |
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