逆向工程中三维测绘系统的研究与开发

发布时间：2016-10-01 12:03

  本文关键词：逆向工程中三维测绘系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

《西南交通大学》 2008年

逆向工程中三维测绘系统的研究与开发

彭亮  

【摘要】： 三坐标测量机是逆向工程中主要的数字化设备之一。本论文以三坐标测绘建模系统为研究对象,研究如何从实物上准确高效地采集复杂三维表面数据,进而快速地转变成高质量的三维数字模型。 通过分析三坐标测量机结构特点,建立测量自动化工作流程,利用PLC开发出开放性的数据采集控制系统,包括光栅脉冲计数模块、步进电机运动控制模块、数据通信模块。实现了由有序点重建截面曲线,再从有序截面曲线重建曲面三角网格的模型重建过程,确保测绘建模的实时性能。结合测量点有序的特征,设计三角网格生成算法实现曲面的三角网格重建,运用B样条算法实现曲线的重建。为了提高坐标机的测量精度和测量效率,提出一种基于图形反馈的测控机制和建模策略,在测量过程中采用边测量边建模的逐步求精的测量方法。为了更好体现测绘建模软件的柔性和开放性,开发了以STL数据格式为标准的数据接口来实现其他CAD系统之间的数据通信。 此外,在测绘建模系统研发过程中,深入剖析三维几何体的数据结构和表达、视图显示、操作交互等技术,为后续相关软件的开发奠定了基础。 三坐标测量机测绘建模系统的研发,可以解决实验中具有自由表面结构的零件测绘问题,开发出符合学校教学习惯的三坐标测绘建模软件,以弥补测量教学上的缺陷与不足。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH721
【目录】：

摘要6-7

Abstract7-10

第1章 绪论10-18

1.1 引言10-16

1.1.1 逆向工程关键技术11-13

1.1.2 三坐标测量机发展概述13-15

1.1.3 逆向工程技术发展综述15-16

1.2 课题的选题背景及研究意义16-17

1.3 主要研究内容17-18

第2章 测绘系统总体设计18-26

2.1 测绘建模装置简介18-19

2.2 测绘建模工作过程规划19-21

2.3 测绘建模系统总体规划21-22

2.4 系统开发工具22-26

2.4.1 Visual C++6.023

2.4.2 OpenGL23-26

第3章 数据采集系统26-48

3.1 测头系统26-28

3.1.1 测头的分类26-27

3.1.2 测头选择及补偿误差27-28

3.2 光栅尺28-32

3.2.1 光栅尺结构29-30

3.2.2 光栅测量原理30-31

3.2.3 光栅尺安装31-32

3.3 数据采集控制器32-39

3.3.1 高速计数器33-35

3.3.2 高速脉冲输出35-37

3.3.3 PLC自由口通信37-39

3.4 硬件连接39-42

3.4.1 光栅尺与PLC的接线39-40

3.4.2 步进电机与PLC的接线40-42

3.5 数据采集系统程序设计42-48

3.5.1 光栅脉冲计数程序42-44

3.5.2 高速脉冲输出程序44-46

3.5.3 下位机数据通信程序46-48

第4章 数据处理与表面重建48-65

4.1 数据点管理48-50

4.2 模型的逼真显示50-53

4.2.1 模型坐标变换50-51

4.2.2 模型光照51-53

4.3 曲线重建53-58

4.3.1 三次样条插值算法53-56

4.3.2 三次样条插值编程56-58

4.4 表面重建58-61

4.4.1 曲面网格化算法58-61

4.5 基于图形反馈的建模策略61-65

4.5.1 获取模型表面数据点坐标61-63

4.5.2 模型精度评价63

4.5.3 基于图形反馈的建模过程63-65

第5章 主控界面设计和数据接口65-75

5.1 上位机数据通信程序设计65-71

5.1.1 MSComm控件简介66-67

5.1.2 MSComm控件串口编程67-71

5.2 数据接口71-75

5.2.1 STL数据格式71-73

5.2.2 读取STL文件73-74

5.2.3 存储STL文件74-75

总结与展望75-77

1、主要研究结论75

2、后续研究展望75-77

致谢77-78

参考文献78-81

攻读硕士学位期间发表的论文81

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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【参考文献】

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【共引文献】

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【同被引文献】

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【二级引证文献】

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7 通讯员 贺先胜 记者 胡波;[N];中国航空报;2001年

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  本文关键词：逆向工程中三维测绘系统的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：127973