基于动态边界约束的截面数据优化重构研究
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作者张旭
出版社电子工业
ISBN9787121353543
出版时间2019-03
装帧平装
开本其他
定价68元
货号1201955045
上书时间2024-06-07
商品详情
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作者简介
张旭，上海工程技术大学副教授，硕士生导师，浙江大学博士研究生。中国图学学会会员，国家自然科学基金评审专家，上海市教育评估院专家。2017.2~2018.2于美国密歇根大学迪尔本分校进行高级学者访问。主要研究领域为逆向工程，切削加工原理与应用，图像处理与识别等。多年来一直从事逆向工程中截面数据的优化与重构，多视点云配准技术等。相关成果发表在多家刊物上，其中被SCI、EI收录多篇。出版研究生教材《逆向建模技术与产品创新设计》。作为项目负责人承担各类项目多项，主要包括国家自然那科学基金项目，上海市优秀青年教师资助项目，浙江省教育科学规划课题，横向项目等。
目录
目录
第1章 绪 论1
1.1 引言1
1.2 问题的分析与提出2
1.2.1 分段点提取误差分析2
1.2.2 分段点影响特征参数的提取4
1.2.3 分段点影响截面特征的重构精度4
1.2.4 分段点影响三维重构的性能6
1.3 研究内容7
第2章 分段点区间的提取10
2.1 引言10
2.2 直线特征—自由特征分段点的区间确定及提取10
2.2.1 基于改进均值平滑方法的截面数据处理方法11
2.2.2 基于数理统计原理分段点区间的确定14
2.2.3 实例分析16
2.3 圆弧特征—自由特征分段点的区间确定及提取19
2.3.1 圆弧—自由曲线分段点区间的确定19
2.3.2 实例分析21
2.4 本章小结23
第3章 利用二分搜索法提取精确的分段点24
3.1 引言24
3.2 截面特征曲线的拟合模型及约束表达25
3.2.1 基于最小二乘法的曲线拟合25
3.2.2 截面相邻特征曲线间G1连续约束表达29
3.3 利用二分搜索法提取精确的分段点30
3.3.1 直线特征与自由特征间分段点的提取30
3.3.2 圆弧特征与自由特征间分段点的提取33
3.4 基于边界处曲线切矢方向信息搜索精确分段点33
3.4.1 现象分析及方法确定33
3.4.2 斜率误差修正值的确定35
3.5 截面数据优化重构模型及误差分析36
3.5.1 数学模型的建立与求解36
3.5.2 曲线逼近误差分析37
3.6 实例分析38
3.6.1 实例1：依据边界切矢方向搜索法38
3.6.2 实例2：二分搜索法41
3.7 两种求解精确分段点方法的比较45
3.8 本章小结45
第4章 直线特征—样条特征满足G1连续约束的截面数据重构47
4.1 引言47
4.2 基于黄金分割法的截面数据最优化重构48
4.2.1 优化数学模型的建立48
4.2.2 黄金分割法的优化过程49
4.3 最优化的误差分析50
4.3.1 逼近误差分析50
4.3.2 约束误差分析51
4.4 应用实例51
4.5 本章小结54
第5章 圆弧特征—样条特征满足G1连续约束的截面数据重构55
5.1 引言55
5.2 基于边界G1连续约束的截面重构56
5.2.1 基于边界G1连续约束的截面数据重构56
5.2.2 分段点对截面数据重构的影响59
5.3 基于粒子群算法的动态优化61
5.3.1 精确重构优化方案61
5.3.2 粒子群算法参数及适应度函数63
5.3.3 算法描述及时间复杂度65
5.4 G1连续约束高精度重构实例分析67
5.4.1 基于G1连续约束的直线与B样条曲线重构67
5.4.2 基于G1连续约束的圆弧与B样条曲线重构70
5.5 本章小结72
第6章 圆弧特征—样条特征满足G2连续约束的截面数据重构74
6.1 引言74
6.2 基于G2连续约束的截面数据重构75
6.2.1 特征间G2连续约束表达75
6.2.2 基于边界G2连续约束的截面数据重构研究77
6.2.3 G2连续约束添加最优化模型建立78
6.2.4 建立求解模型81
6.3 G2连续约束高精度重构实例分析81
6.4 本章小结84
第7章 基于二维搜索的截面数据重构85
7.1 引言85
7.2 基于网格法的截面数据最优化重构85
7.2.1 优化数学模型的建立86
7.2.2 网格法优化过程88
7.3 应用实例92
7.4 本章小结97
第8章 软件框架与实例98
8.1 引言98
8.2 STLViewer软件简介98
8.2.1 STLViewer软件实现逆向建模的策略98
8.2.2 软件框架与模块组成99
8.2.3 STLViewer软件的主要功能100
8.3 仿叶片叶身零件逆向CAD模型重构100
8.3.1 CAD模型重构策略101
8.3.2 截面数据获取及预处理101
8.3.3 截面数据重构102
8.3.4 CAD模型生成104
8.4 某型航空发动机叶片逆向CAD模型重构105
8.4.1 CAD模型重构策略106
8.4.2 截面数据获取及预处理106
8.4.3 截面数据重构106
8.4.4 CAD模型生成107
8.5 本章小结107
第9章 结论与展望108
9.1 总结108
9.2 展望109
参考文献110
内容摘要
在逆向工程中，二维截面重构包括两个层次：低层次的外形相似、逼近精度；高层次的参数复原。 在二维截面数据的逆向重构中，高层次的参数复原和以及复原精度是至关重要的。本书将截面特征类型分为直线特征、圆弧特征和自由特征，各特征间满足一定的约束关系（G0连续、G1连续和G2连续）；重点研究直线与样条特征相邻、圆弧与样条特征相邻的截面数据重构。
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