鼠标曲面点云数据处理及快速原型制作研究
从点云创建曲面
从点云创建曲面需要的模块：你必须用下面的模块完成此操作指南：点操作、曲面，图元评估（即Point Processing, Surfacing, Evaluation.）这个指南是快速构建曲面。
通过点云创建曲面有很多种方式。
此指南你将学会Imageware中最常用的一种基础工具。
My friends! For you for me, for all the people—for china~!Let's get started!开始这个指南之前你需要完成一些设置。
To get started:1.设置Units of Measurement为"inches."2.打开文件"port.imw."数据将出现在视窗里。
创建曲面的一种方法：从点云截面构建曲线，然后在曲线上构建曲面。
这阶段你将学会如何通过截面点云创建创建辅助曲线并且在截面点云上拟合出曲线。
思路：1.从点云创建截面点云，2.从截面点云创建曲线，3.从曲线创建曲面4.检查最后的曲面质量。
创建曲线前，你必须隔离将在其上创建曲线的点云。
创建截面点云你可以创建截面点云作为曲线框架。
To create cross sections:1.从Construct > Create Cross Section工具条选择Curve Aligned Cross Sections.确信数据显示在最佳视角。
本人推荐使用对齐视图到点云：View|Align View To|Cloud. 3. 指定截面类型为 View Aligned （使截面垂直于当前视图，而截面中心在曲线上） 4. 设置截面数为20.（将可能得到20条截面点云）5. 设置截面宽度为 1.65. 接受默认的neighborhood size.（相邻点间的尺寸）6. 点击 Apply 创建了新点云CrvAlignSectCld.1 – 曲线"Seam"2 – 从点云创建的截面点云 "port" 和曲线 "seam"从截面点云创建曲线从点云创建曲线有许多方法，这里将使用Uniform Curve 功能。
基于Geomagic stuido的残缺点云面片数据修复研究——以某型汽车配件为例
基 于 Ｇｅ ｏ ｍａ ｇ ｉ ｃ ｓ ｔ ｕ ｉ ｄ ｏ的残缺点 云面片数据 修复研究—— 以某型汽车 配件 为例
２ Ｇｅ ｏ ｍａ ｇ ｉ ｃ ｓ ｔ ｕ ｉ ｄ ｏ点云 阶段
２ ． １ 数 据 获取
同， 通过缺 口部位的形状 的直观描述 ， 都表述 为残缺 部 位 。残 缺部 位 的 缺失 容易 造 成特 征 丢失 ， 测 量 数据
失 真 等 多 种 问题 ，直 接 影 响下 一 步 的 三 维点 云 模 型
杨 洪 斌
（ 闽西职业技术学院 ， 福建 龙岩 ３ ６ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 逆向工程技术 中， 点云的数据处理是关键环 节点 。 提 出了基 于 Ｇ ｅ ｏ ｍａ ｇ ｉ ｃ ｓ ｍｉ ｄ ｏ点云处理软件平 台， 对一个扫描有 残缺的零件点云数据 ， 针对不 同的残缺 面片所体现 出来的特征 ， 通过抽取表 达原始设计意 图、 体现设计特征的几何要 素 ， 配合相应的结构特征 ， 探 索如何更好的 完整 正确地补 齐残缺的面片点云数据 的修 复方式。
所以在点云处理阶段 （ ｓ ｔ ｕ ｉ ｄ ｏ 阶段 ） 以某 型机械零件为例 ，使用北京三维天下科技 实体的重构工作 ， 准 确 地进 行 封 闭化 处理 ， 即通 过相 关 修 补 有 限公 司 提 供 的 Ｗｉ ｎ ３ Ｄ Ｄ单 目三 维 扫 描 仪 ，配套 相 需 要 及 时 、 应 的三维扫描系统软件 ，该系列产 品广泛应用 于中 原 则 和命 令进 行 相应 的点云 数据 修 补 。 国高职院校相关专业教学与研究 ，具有广泛的代 表
matlab点云数值曲面函数拟合
matlab点云数值曲面函数拟合Matlab是一种强大的数值计算和数据可视化工具，广泛应用于科学和工程领域。
在其中，点云数值曲面函数拟合是一项常见任务，旨在将离散的点云数据拟合成一个平滑的曲面函数。
本文将一步一步地介绍如何使用Matlab进行点云数值曲面函数拟合。
第一步：导入数据首先，我们需要准备点云数据。
点云可以通过各种方式获取，例如激光扫描、相机采集或传感器测量等。
在Matlab中，我们可以使用点云处理工具箱（Point Cloud Toolbox）对点云数据进行导入和处理。
以一个简单的例子为例，假设我们有一组离散的二维点云数据，存储在一个包含x和y坐标的矩阵中。
我们可以使用Matlab的csvread函数从一个CSV文件中读取数据，并将其存储在一个矩阵中。
matlabdata = csvread('point_cloud_data.csv');第二步：可视化数据在进行曲面函数拟合之前，我们需要先了解点云数据的特点。
为了更好地理解数据，我们可以使用Matlab的plot函数将点云数据可视化。
matlabplot(data(:,1), data(:,2), 'r.'); 将x坐标和y坐标作为坐标轴，并使用红色点表示数据xlabel('x'); 设置x坐标轴标签ylabel('y'); 设置y坐标轴标签title('Point Cloud Data'); 设置图表标题通过可视化点云数据，我们可以更好地理解其分布和形状。
这有助于我们选择合适的曲面拟合方法和参数。
第三步：曲面拟合Matlab提供了多种方法来拟合点云数据的曲面函数。
其中，最常用的方法是多项式拟合和样条曲线拟合。
1. 多项式拟合多项式拟合是一种简单而有效的方法，可以将点云数据拟合成一个多项式函数。
多项式函数的阶数决定了拟合的复杂度。
在Matlab中，我们可以使用polyfit函数进行多项式拟合。
多测源数据融合下的点云配准方法研究
多测源数据融合下的点云配准方法研究廖海平;刘彤;伍涛;杨军【摘要】工程样件的数字化测量是逆向工程的首要阶段,不同测量方法对数字化的精度、效率影响较大,将多个测源获得的不同点云数据进行融合可充分发挥不同测量方法的优点,扩大逆向工程的适用范围.采用三坐标和三维扫描仪分别对设置有特征球的鼠标模型进行三维数据采集,利用球面拟合算法对特征球的数据进行拟合,得到特征球的球心用于点云配准,基于3基点点云配准原理获得坐标变换矩阵,并给出点云配准精度评估模型,利用实验对方法的可行性进行验证.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】4页(P200-202,206)【关键词】点云配准;坐标变换;逆向工程;数据融合【作者】廖海平;刘彤;伍涛;杨军【作者单位】中国工程物理研究院培训中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院培训中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院培训中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院培训中心,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP391.9现代制造工业的快速发展，对产品的性能和外形等方面的要求越来越高，以叶片、模具等为代表的复杂自由曲面零件越来越广泛地在生产中获得应用。
在这些自由曲面加规则型面零件的设计开发、仿制改型、快速原型以及数字化检测中，逆向工程技术是不可或缺的关键技术。
逆向工程首要步骤是对实物模型进行数据采集，主要包括以三坐标测量机为代表的接触式测量和以激光扫描仪为代表的非接触式测量两大类方法，这两类方法各有优缺点，将这两类测量方法相互结合形成新的逆向测量系统是现代逆向工程研究的重点。
两类不同测量方法得到的点云数据首先需配准到同一坐标系中，由于两类测量方法获得的数据精度、数据量以及数据格式等差别较大，故点云的配准是将两类测量方法相互结合的关键点。
国内外学者对点云配准的研究主要是基于相同测量方法获得的点云数据，如广泛采用的最近点迭代法（ICP 法）［1］，也就不能满足两类测量点云的配准要求。
基于PolyWorks软件的三维点云数据建模的研究
基于PolyWorks软件的三维点云数据建模的研究简单介绍了Cyrax 2500 3D激光扫描仪的工作原理与获取点云数据的工作流程及Cyc1one6.0软件的点云数据处理。
详细介绍了PolyWorks V11软件建立三维模型的具体流程及注意事项。
文章以辽宁工程技术大学图书馆为例，详细论述了获取点云数据和处理点云数据技术。
以小汽车为例，建立了小汽车的NURBS 曲面模型。
标签：3D激光扫描仪；PolyWorks；三维模型；点云数据前言3D激光扫描技术已被广泛的应用于许多领域。
硬件方面不断完善，数据采集的精度和速度都有了很大提高，出现了不少成熟的商用3D激光扫描硬件系统。
在3D激光扫描数据处理方面，也出現了许多软件，如Cyc1one6.0、Geomagic、Imageware、SurfaceStudio、Rapid form、PolyWorks软件等。
3D激光扫描数据处理的结果就是建立3D模型。
3D模型分两种：三角化模型和NURBS曲面模型。
文章研究了1个案例，案例一是辽宁工程技术大学的图书馆模型，案例二是小汽车模型。
通过Cyrax 2500 3D激光扫描仪获取研究目标的点云数据，用PolyWorks V11软件对点云数据进行处理，包括多站点云数据对齐、合并、生成三角化模型、三角化模型漏洞修补和优化等，最后生成NURBS曲面模型。
1 数据采集1.1 Cyrax 2500 3D激光扫描仪的工作原理Cyrax 2500 3D激光扫描仪内部有一个激光器，两个旋转轴异面且互相垂直的反光镜。
反光镜由步进电机带动旋转，而激光器发射的窄束激光脉冲在反光镜作用下，沿纵向和横向依次扫过被测区域。
激光脉冲被物体漫反射后，一部分能量被3D激光扫描仪接收，如图1。
测量每个激光脉冲从发出到返回仪器所经过的时间，可以计算出仪器和物体间的距离S。
同时测量每个激光脉冲与仪器固有坐标系X轴的夹角α，XOY面的夹角θ，可以算出被测物体表面点的3D坐标。
基于Pro／Engineer的快速逆向设计应用
６ ｗ ｏｌ ｃ ｔ ０ ｗ Ｗｍ ｕ —ａ ｅ ｄ ｎ
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技 术 的逆 向设计 的一 般过 程 ：
模型重建后 ， 应该对模 型进行必要 的分析 ， 包括 结构分析 、 工艺分析和其他有 限元模拟 。最后根据模 型制定加工工艺和生成 Ｎ Ｃ加工代码 ，输入数控设备
进 行产 品或 模具 加工 。 ３ 基于 Ｐ ｏ Ｅ ｇｎ ｅ 的快速 逆 向 曲面 建模 ｒ／ ｎ ｉｅ ｒ
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毫
基 于 Ｐ ｏＥ ｇｎ ｅ 的快 速 逆 向设 计应 用 ｒ／ ｎ ｉｅ ｒ
■
摘 游 茶彪 ， 刘 建雄 ， 曾 志 敏
昆明理工大学 机 电工程学院 ， 云南昆明， ６ ０ ９ ５０３
要 ： 绍 了逆 向工 程 的 定 义及 逆 向设 计 的基 本 实现 过 程 ， 介 通过 对 鼠标 图 片数 据 的 曲面 快 速
提供 了一 条新 的途径 ， 在机械 、 航空 、 汽车 、 家电和玩 具等领域得到了广泛的应用 。本文通过 已有的图片资 料完成 了鼠标 的表面模型反求 ， 而不是利用通常所说
的通 过 点数 据 反求 模 型 ， 对通 过 影像 技 术 逆 向设 计 是 的 一个初 步探 讨 。 ２ 基 于实物 逆 向的 实现过 程 逆 向工 程 ， 称 为 反 求 工 程 ， 是 以设 计 方 法 学 也 它
良好 的实物数据信息是顺利进行逆 向设计 的前
提 。对于测量或者扫描获得的点云数据 ， 都会产生大 量或大或小的错误 。因此 ， 对错误数据进行处理必不 可少 ， 这些工作包括数据平滑 、 降低噪音数据 、 排除异 常数据 、 压缩和归并冗余数据等 ； 对于图片数据 ， 处理
曲面重构中带孔洞点云数据的边界提取算法
法 。该 算法 首先计 算 出各数 据 点的 ｋ邻域 点 ， 通过 对 ｋ邻 域 点分布 均 匀性 的判 断识 别 出内外边 界特
征点， 最后 通 过预估 边界 边 的走 向将 识 别 出的 边界 特 征 点连 接 成 边界 线 ， 而识 别 出 内外 边界 线 。 从
实验表 明 ， 该算 法能很好 地提 取 出孔洞 内边界 以及 开 区域 外边 界 ， 带孔 洞 点 云数 据 的 曲 面重 构 奠 为
图 １所示 。
（ ）数据 点拓 扑关 系计 算 。数据 点拓 扑 关 系是 指 点 的 ｋ邻 域 关 系 ， 文 算 １ 本
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第２ ８卷第 ２期
２０ ０ ８年 ４月
苏
州
大
学
学
报ｆ 工
科
版）
Ｖ０ ． ８ Ｎ０ ２ １２ ．
Ａｐ ． ０ ｒ ２ ０８
Ｊ Ｕ Ｎ Ｆ Ｓ Ｚ Ｕ Ｕ Ｉ Ｒ Ｉ Ｙ（ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ Ｃ Ｅ Ｃ Ｄ Ｔ Ｏ Ｏ Ｒ ＡＬ Ｏ Ｕ ＨＯ Ｎ ＶＥ ＳＴ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ ＩＩ Ｎ）
意一条 边都 属于 且仅属 于两 个三 角 片 ， 如果存 在某 条边 仅 属 于一 个 三 角片 ， 则该 条边 是 构成 孑 洞 多边 形 的一 Ｌ 条边 ， 即为边 界边 。根据 边 界边在 网格 模型 中的定 义 ， 需遍 历 整个 三 角 网格 面 就 可 以找 出孑 洞 边 界 。该 方 只 Ｌ
量 ： 面重 构 中带 孔 洞 点 云数 据 的边 界 提 取 算 法 曲
１ 算 法 概 述
本文将 曲面模 型上 的孔 洞 内轮廓 边界 以及 开 区域 上外 轮 廓边 界 ， 别 称 为 内边 界 和外 边 界 ， 本 文后 面 分 在 内容 中如 不特别 注 明统 一称 为边 界 。对 于 这样 的零 件模 型测 量 出的点 云 数据 ， 其边 界检 测算 法 的基本 流程 如
点云处理关键技术
5.1.3 噪声识别与去除
• 1.扫描线点云 • 扫描线点云通常是根据被测量对象的几何
形状，锁定一个坐标轴进行数据扫描得到 的，它是一个平面数据点集。Leabharlann 5.2.1 ICP匹配技术
• 1.ICP匹配问题描述 • 2.对压点的搜索方法 • 3.刚性变换求解
5.2.2基于统计特征的模型匹配初值获取技术
• 1.点云模型统计特征分类 • 三维欧氏空间中刚体的位姿由个参数确定，
包括个定位参数和个定向参数，由此将点 云模型的统计特征分为两类：定位特征(点 特征)和定向特征(矢量特征)。
5.2.3基于扩展高斯球的模型匹配初值获取技术
• 1.扩展高斯球的建立 • 由于点云数掘属于三维空间域，所以基于同样原
理建立的点云数据高斯图就变成了高斯球，为了 使高斯球的信息能够满足配准的要求，将高斯球 的端点附加点云数据的曲率信息，这样高斯球上 每个端点既包含点云数据的法矢信息，也包含其 曲率信息，所以称为扩展高斯球。。 • 建立点云数据的扩展高斯球需要法矢信息和曲率 信息，对点云数据的法矢量和点云数据曲率进行 估计，其计算过程如下所述。
5.2.2基于统计特征的模型匹配初值获取技术
• 2.点云模型统计特征提取 • 点云模型统计特征的提取依赖于点云模型
中所对应的形状特征。形状特征可简单地 分为3类：二次曲面，包括平面、球面、柱 面和锥面；规则扫掠面，包括拉伸面和旋 转面；自由曲面。二次曲面和规则扫掠面 又统称为规则形状特征。
5.2.2基于统计特征的模型匹配初值获取技术
新产品快速开发技术研究与应用
产 品是企业生产经营活动的主体 ，新产品开发关系到企
业 的生死存亡 ，因而产品现代开发方法和开发支持技术就受 到企业的高度重视。社会的发展 ，需求的变化 ，迫使激烈竞 争中的企业竞相采用先进的技术手段来开发新产品 ，而新产 品的开发又不断地对开发技术提出新的要求 。利用逆 向工程
技术 、快速成型技术 、快速模具技术进行产品快速开发 ，对 企业竞争力的提升 ，无疑有着重要意义。
处理 ，确定 了 ３ Ｄ图形 （ 如图 ２所示 ） ，最后分别利用 Ｕ Ｇ、 Ｐｏｅ ｒ／ 软件重构 曲面形状 （ 如图 ３ 所示 ） ，供用户选择 ，达到
和再设计 。与传统的正向工程相 比，具有产品开发设计周期
短 、易于开展后续有限元分析 、运动仿真工作等优点 。 １逆 向工程实施过程。逆 向工程 的实施过程主要包括三 ．
个 阶段 ：
（ ）ｊ维测量数据的采集 ：通过三维测量设备获取 标 １
准件的点云数据。
用户满意的结果 。经过我们的逆 向工程技术设计后 ，企业 获 得了多种格式数据文件，进而对其进行产品再设计 ，实现新
产 品系列开发与生产。
（ 数据处理 ：主要包括点云拼合 、点云过滤 、数 据 ２）
文献标 示码 ：Ａ
文章编号 ：１７－ ６ ６（ ０ ９） ４ １３ ０ ６ ２ ５４ ２０ ０ ４）２— ２
术服务方面 ，经过多年的努力积累了很多的经验，取得了巨 大成就 ，已是中小企业新产品开发的助推力量。下面是一个 为某企业实施的逆 向工程的应用案例 ： 该产品为一个鞋拔子 ，Ａ Ｓ Ｂ 注塑材料件。企业有 意系列
（ ２）Ｉ ａｅ ａ ｍ ｇｗ ｒ ｅ作为 Ｕ Ｘ中提供 的逆 向工程造 型软 ＧＮ
件 ，具有强大的测量数据处理 、曲面造型 、误差检测功能 。
点云模型表面物体自由拖拽定位
点云模型表面物体自由拖拽定位李卫国;叶文华;丁展;陈文亮【摘要】To drag objects freely and rationally along surface of point cloud,a dragging method based on hardware depth buffer is proposed. When mouse is down,the specified point cloud is rendered and the snap shot of the depth buffer in the current window is recorded. When mouse is moving,the recorded depth buffer is used to evaluate the next gravity and normal of the referenced polygon. The rotational and translational vector is constructed by using two neighbor gravities and normal of the referenced polygon. Finally,the functionality of object-moving along surface of point cloud is implemented. The experiment results show that any object can be dragged onto point cloud in real time and rationally by this method.%为实现在点云表面自由、合理地拖动其他物体,提出了一种基于硬件深度缓冲的拖拽算法.首先在鼠标按下阶段独立渲染一次指定的点云,快照出当前屏幕中该点云的深度缓冲,接着在鼠标移动阶段利用记录的深度缓冲计算参考多边形下一个位置处的质心坐标和法向,再利用相邻两个参考多边形质心和法向建立物体运动的旋转和平移分量,从而实现物体在点云表面的拖拽.实验结果表明,利用该方法可以实时,合理地在指定点云表面自由拖动任何物体.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2011(047)015【总页数】4页(P187-190)【关键词】深度图;点云;帧缓冲;深度裁剪;拖拽手势;逆向工程【作者】李卫国;叶文华;丁展;陈文亮【作者单位】南京航天航空大学,机电学院,江苏省"精密与微细制造技术"重点实验室,南京,210016;南京航天航空大学,机电学院,江苏省"精密与微细制造技术"重点实验室,南京,210016;大连富坤科技,辽宁,大连,116600;南京航天航空大学,机电学院,江苏省"精密与微细制造技术"重点实验室,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TP391.7点云是由扫描设备对实体模型进行三维数字化采样得到的离散数据集[1]，构成点云的基本单位是空间上离散的点。
点云建模原理-概述说明以及解释
点云建模原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述点云建模是一种基于点云数据进行建模和分析的技术，它是近年来计算机视觉和计算机图形学领域的研究热点之一。
点云是由大量点构成的三维数据集合，这些点在空间中描述了物体的表面形状和结构，具有丰富的信息量。
点云建模技术可以通过对点云数据进行处理和分析，实现对物体的三维重建、形状识别、运动跟踪等功能。
它在机器人导航、虚拟现实、工业制造等领域具有广泛的应用前景。
本文将重点介绍点云建模的原理和方法，帮助读者更好地理解点云技术的基本概念和工作原理。
1.2 文章结构本文将分为三个部分进行讨论。
首先，在引言部分将对点云建模进行概述，介绍本文的目的及结构。
其次，正文部分将重点讨论点云的概念及特点，点云数据获取与处理方法以及点云建模的原理。
最后，在结论部分将对本文进行总结，探讨点云建模的应用前景，并展望未来可能的发展方向。
通过这三个部分的内容，读者将能够全面了解点云建模的基本概念、方法和原理，以及其在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在深入探讨点云建模原理，介绍点云的概念及特点，讨论点云数据获取与处理方法，重点阐述点云建模的原理和方法。
通过对点云建模的原理进行系统性的剖析，可以帮助读者更深入地理解点云技术的核心内容，掌握点云建模的实现方法，提高对点云技术的应用水平。
同时，本文也将展望点云建模在各个领域的应用前景，希望为读者提供启发和思路，促进点云技术在工程实践中的广泛应用。
2.正文2.1 点云概念及特点点云是由大量的离散点组成的三维空间数据集合，每个点都有其在空间中的位置坐标和可能的属性信息。
点云数据通常是通过激光雷达、摄像头或其他传感器获取，并且在现实世界中广泛应用于地理信息、测绘、电子商务等领域。
点云可以被认为是一个数字化的“云团”，这个云团中的每一个点都代表了真实世界中的一个位置点。
点云数据具有以下特点：1. 离散性：点云数据是由一系列离散的点组成的，每个点之间没有直接的连接关系，其之间的关联需要经过算法处理。
在ProE中设计鼠标
基本思路：①用“草绘工具”绘制出鼠标的基本框架； ②用“边界混合”根据框架生成鼠标上盖的轮廓曲面； ③建立辅助曲面，通过“修剪”生成上盖主体曲面； ④用“加厚”将曲面转成实体； ⑤“拉伸”切除材料生成鼠标上盖最终形状；
绘制拉伸内部草绘
切除材料，生成滚轮孔
画好滚轮孔后，对上盖一些边界处进行倒圆角，即得到上盖最终形状
二、鼠标支架的设计步骤
基本思路：由于鼠标支架与鼠标上盖是装配在一起的，主 要形状基本相同，因此其设计步骤与上盖基本一致，只需 更改一些参数和添加一些新的特征；
下图中1、2和3为支架自身的特征，黄色箭头所指的部分，是通过合 并曲面生成的，而上盖的曲面是通过“修剪”生成的；
四、鼠标滚轮的设计
鼠标滚轮是一个回转体，我们只需要进行旋转就可生成其 基本轮廓。其表面上用来增加摩擦的凸纹是一个非常规的 形状，我门可以想象其是由两个圆弧面相交所形成的。
具体设计步骤：1、通过“旋转”生成滚轮基本轮廓；
旋转内部草绘
旋转生成滚轮轮廓
2、用扫描和阵列工具设计滚轮上用来增加摩擦的凸纹；
具体设计步骤：1、创建基本框架（与上盖类似，不再重述）
2、生成曲面（与上盖类似，只是在下图所示步骤时 ，将修剪曲面换成合并曲面）
3、生成实体 通过“加厚”曲面生成实体后，用“拉伸”生成新的特征
特征2拉伸内部草绘
特征2拉伸切除材料， 生成特征
接下来，绘制1号特征，新建辅助基准曲面→拉伸一个圆柱（如左图 黄色部分）→拉伸切除材料，生成孔（如右图所示）
鼠标上盖效果图
快速原型制造
快速原型制造种类
激光束RP可分为： 1. 立体光刻(SLA: Stereolithography)、 2. 选择激光沉积(SLS: Selective Laser Sintering) 3. 分层制造(LOM: Laminated Object Manufacturing) 4. 形状沉积制造(SDM: Shape Deposition Manufacturing)
二、RP技术的基本原理
将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各 层截面的轮廓，计算机据此信息控制激光器 （或喷嘴）有选择性地切割一层又一层的片状 材料（或固化一层层的液态光敏树脂，烧结一 层层的粉末材料，或喷射一层层的热熔材料或 粘合剂等方法）形成一系列具有一个微小厚度 的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接 或化学反应等手段使其逐层堆积成一体制造出 所设计的三维模型或样件。
4.支持同步（并行）工程的实施 5.支持技术创新、改进产品外观设计。 6.用 RP 技术制做模具 7.逆向工程（反求）
快速原型服务领域
工业造型、模具、家电、电子仪表、轻 工、塑料、玩具、航空航天、军工、机 械、汽车、摩托车、内燃机、建筑规划 及模型、科研、医疗等。
五、快速原型制造种类
成型工艺 加工能量
样件或模型
的区域
快速制造新产 品样件、模型 或铸造用木模
截面轮廓 线
塑料件、铸造 用蜡模、样件 或模型
截面轮廓 线所包围 的区域
塑料件、铸造 用蜡模、样件 或模型
截面轮廓 线所包围 的区域
RP工艺优缺点比较
技 术 类
精 度
型
SL 好
LOM
一 般
SLS
一 般
FDM
较 差
表 面 质
点云数据处理与曲面重构
点云数据是使用各种3D测量设备得到的空间上离散的几何点，是由被测物体表面上 一系列空间采样点构成的、是对被测物体描述的表示，是三维空间中数据点的集合。最 小的“点云”只包括一个点（称为孤点或奇点），而高密度的“点云”则可以多达几百 万个数据点。每一个离散点都存储了点的几何信息，比如三维坐标、大小和法向量等， 同时还存储了其它物体的表面属性，如纹理、和透明度等[46-47]。
环境噪声：测量是在现实环境中进行的，因此必然要受到环境的影响。环境的影 响是噪声产生的一个主要来源，其影响是多方面的，一般有下列影响因素：湿度、 温度、光线等。
设备噪声：主要来自设备某些部件磨损老化，造成测量精度的下降；以及设备在 使用中自身振动所产生的噪声等。
测量方法局限噪声：各种设备的测量方法都有一定的局限，在某些情况下这 些局限也会产生噪声。
对于点云去噪平滑，在处理上首先要从噪声入手，分析噪声的种类、产生的原因； 然后采取相应的技术方法，从而实现对数据的有效处理，做到有的放矢。
1、噪声的来源 在采集数据时，每一个环节都具有噪声产生的可能性，按照产生噪声的来源可以 将点云数据中的噪声做如下分类：
人为噪声：主要是因为测量者操作不熟练或者错误的操作所造成。例如：系统参 数设定不合适等。
的坐标轴分割法建立点间拓扑关系的方法。其基本思想：首先按 X 轴寻找分割线，即计算 所有点的 x 值的平均值，以最接近这个平均值的点的 z 值将空间分成两部分；然后在分成的 子空间中按 Y 轴寻找分割线，将其各分成两部分；分割好的子空间再按 X 轴分割，依此类 推，最后直到分割的区域内只有一个点为止。
（a）散乱点云
（2）扫描线点云 点云由一组扫描线组成，扫描线上的所有点基本位于同一扫描平面内，此类数据可认 为是部分散乱数据。CMM、激光点三角测量系统沿直线扫描的测量数据和线结构光扫描 测量数据呈现扫描线特征。由于此类型点云采用的测量方法所得数据质量较高；该方法在 各领域中得到广泛的应用。见图5.1（b）所示。 （3）阵列式点云 点云中所有点都与参数域中一个均匀网格的顶点相对应，数据具有行×列的特点；属 于有序数据。CMM、激光点三角扫描系统、投影光栅测量系统及立体视差法获得的数据 经过网格化插值后得到的的点云即为网格化点云。见图5.1（c）。 （4）多边形点云 点云分布在一系列平行平面内，用小线段将同一平面内距离最小的若干相邻点依次连 接可形成一组有嵌套的平面多边形。该类数据属于有序数据，莫尔等高线测量、CT测量、 层析法、磁共振成像等系统的测量点云呈现多边形特征。见图5.1（d）。
机械类毕业设计论文开题报告
机械类毕业设计论文开题报告开题报告是开题者在确认论文主题之后，对论文初步确定内容的撰写。
下文是店铺为大家整理的关于机械类毕业设计论文开题报告的范文，欢迎大家阅读参考!机械类毕业设计论文开题报告篇1题目：逆向工程在鼠标设计与制造中的应用一、本课题研究的背景及意义1、背景(课题涉及到的技术国内外研究现状)逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。
从广义讲，逆向工程可分以下三类:(1)实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。
实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。
(2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。
软件逆向有三类:既有实物，又有全套技术软件;只有实物而无技术软件;没有实物，仅有全套或部分技术软件。
(3)影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。
目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。
逆向工程的数据测量技术是通过特定的测量设备和测量方法获取产品表面离散点的几何坐标数据，将产品的几何形状数字化。
现有的数据采集方法主要分为两大类:(1)接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。
(2)非接触式数据采集方法非接触式数据采集方法主要运用光学原理进行数据的采集，主要包括:激光三角形法、激光测距法、结构光法以及图像分析法等。
逆向工程的数据处理技术是逆向工程的一项重要的技术环节，它决定了后续CAD模型重建过程能否方便、准确地进行。
Geomagic Studio在f逆向工程鼠标外壳三维造型中的应用
Geomagic Studio在f逆向工程鼠标外壳三维造型中的应用作者：任翀韩靳来源：《科协论坛·下半月》2013年第04期摘要：逆向工程是消化、吸收先进技术的一系列工作方法的技术组合，是一门跨学科、跨专业、复杂的系统工程。
基于Geomagic Studio系统环境，从对鼠标进行数据采集，到对鼠标的反求研究设计，提出一种基于零件轮廓线的鼠标模型重建，该方法能够对鼠标更直接、有效的进行模型重建。
关键词：逆向工程轮廓线模型重建Geomagic Studio中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-025-021 引言传统的产品实现测量通常是从理念设计到图样，再生产出产品，称之为正向工程，而逆向工程（Reverse Engineering，RE）是先有实体或样件，从其造型入手，进行全面的分析和研究，使用点云测量软件，得出实体或样件的3D数据，在以逆向软件进行点云数据处理，提取特征，曲面重构，从点线面与实体进行误差分析，反复调试，最终得出较为贴进实物原型的几何模型。
逆向工程技术路线，如图1所示。
图1 逆向工程技术路线2 点云数据采集针对鼠标实体进行采集的点云数据。
采用苏州怡信光电科技有限公司的LSH800三维激光抄数机。
在鼠标表面均匀喷涂反差剂，在其干燥后进行数据扫描。
扫描中对鼠标进行了5次旋转扫描得到完整的点云数据。
3 数据处理数据处理是将测得的点云数据在Geomagic Studio软件下进行优化处理并还原成曲面模型，包括数据预处理、数据分块、数据精简、曲面拟合与拼接等。
4 曲面重构4.1 进入曲面阶段从Geomagic Studio软件三角网格阶段进入曲面阶段，但必须是曲面制作阶段，用来提取和编辑轮廓线，而曲面的塑性阶段将自动由三角网格生成未修建曲面的曲面片网格。
我们需要对曲面片进行编辑、提取轮廓线并编辑轮廓线，来达到利用零件的轮廓线对零件进行分割的目的，最终利于拟合各曲面片，重建曲面模型。
一种RE／RP集成的工艺产品原型快速开发方法
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快速原型Ｒ （ ａ ｉ Ｐ ｏ ｔｐｎ ） ＰＲ ｐｄ ｒｔ ｙ ｉｇ是一种直接根 理 ，根据 切层 得到的零件层 片信息生成数控代码进 ｏ 据计算机内部描述的产品３ 几何模型制作其物理模 行原型制造 对于 工艺品这类表面特征非常复杂而 Ｄ 型的工艺方法 。 不同于传统去 除材料 的加工方祛 ， 且毫无规律的产品而言，要根据表面点云数据构造 它 而是采用材料累加的方法逐层制作。 Ｐ的主要过程 表面 Ｃ 模型， Ｒ ＡＤ 再把这个封闭的表面模型进行 Ｓ ＴＬ 是先将在 Ｃ Ｄ系统上设计 出的零件 ３ Ａ Ｄ几何模 型用 三 角 划 分 ， 实 现起 来 十 分 困难 空间三角面片近似，转换为快 速原型系统接收 的数 据模 型 再用切片软件对模型分层， 形成一系列平行 的截面轮廓形状，进而生成控 制成 型机扫描路径的 命 令 文件 ，逐 层地 制作 零件 原 型 反求工 程 Ｒ Ｅ （ ｅｅｓ Ｅ１ Ｒ ｖｒ ｒ ｅ ｇ ｒ 是在现有实体测量 数据的基础 上重构其三维 ｃ ＡＤ信息模型的过程， 将反求 出的模 型加 以转换 ． 就可 以被快速原型系统所接受 。 如何将 反求工程 与快速 原型相结合从而大大缩短产品的开 发周期，是 当前制造领域正在研究的课题之一 对于工艺 品这类带有艺术性的特殊产品，通过
基于Magic前处理的快速原型制造
基于Magic前处理的快速原型制造于景华;朱玉泉【摘要】With the rearview mirror as an example, on the basis of the first-phase point cloud col ection and model reconstruction, and after the format conversion, by using Magic software, the rapid prototyping pre-processing on the model is carried out including model repairing after the format conversion, model placement selection, and model slicing. The rapid prototyping of the model is completed on the ASF-320 laser rapid prototyping machine.%以后视镜为例，在前期点云采集及模型重建基础上，经过格式转换以后，应用Magic软件对模型进行了快速原型前处理工作，包括格式转换后模型修补、模型摆放位置选择、模型切片。
最后在ASF-320激光快速自动成型机上完成了模型的快速原型制造。
【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】3页(P146-148)【关键词】快速原型制造;Magic;前处理【作者】于景华;朱玉泉【作者单位】中北大学山西朔州036002;朔州市农业机械管理局山西朔州036002【正文语种】中文【中图分类】TP391.9快速原型制造，又称为层加工，它采用离散—堆积成型原理[1]，其基本原理是根据三维(CAD)模型，对模型进行分层切片，从而得到各层截面的轮廓。
依照截面轮廓，用计算机控制激光束固化一层层的液态光敏树脂，或切割一层层的纸，或烧结一层层粉末材料，或利用某种热源有选择地喷射出一层层热熔材料，从而形成各种不同截面并逐步叠加成三维产品。
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速原型。 实现了逆 向工程和快速原型技术的集成＿１逆 向工程流 １。 ｌ ２
程 ， 图 ｌ 示。 如 所
图 １逆 向工 程 流程
２研究 内容
２１ 云数 据 的采 集 ＿点
２２点 云数 据 的处 理 ．
使用逆向工程 软件 Ｓ ｒ ｃｒ删除杂点 。删除杂点后的点 ｕｆ ｅ， ａ
张 昌 明
（ 陕西理 工学院 机械 工程 学院 ， 中 ７ ３０ ） 汉 ２０ ３
Ｍｏ ｓ ｏ ｎ ｓｃｏｕ ａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｎ ａ ｉ ｒ ｔ ｔ ｐ ｎ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉｇ ｒ ｓ ａ ｃ ｕ ｅ ｐ ｉｔ ｌ ｄ ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ａ ｄ ｒ ｐｄ ｐ ｏ ｏ ｙ ｉ ｇ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ
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中图分类 号 ： Ｈ１ ，Ｐ ７ 文 献标识 码 ： Ｔ ２Ｔ ２ ４ Ａ
激光扫描机。 鼠标表面均匀喷涂反差剂 ， 在 待其干燥后进行扫描 。
扫描 中对 鼠标分别进行 了旋转了 ６次进行 扫描得到完整的
点云数据 ， 图 ２ 如 所示 。 由图 ２ 以看出， 可 测量所得 的点数据有杂 点。故需进行数据处理以去除杂点 。
ｎ ｅ ｎ ， Ｅ 是先有实体或样件 ， ｅｒ ｇＲ ） ｉ 从其造型人手 ， 进行 系统 的分析
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关键词： 点云数据 ； ； 鼠标 逆向工程； 快速原型； ｒ／ Ｐ０ Ｅ软件
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【 要】 摘 以鼠标为研究对象， 践 了 实 逆向工程技术与快速原型技术相结合的工艺方法。 在逆向工程 ；
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机 械 设 计 与 制 造
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第１ 期
２１ ０ ０年 １月
文章编号 ：０ １３ ９ （ ０ ０ Ｏ 一 ２ ８ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）ｌ ０ １— ２
鼠标 曲面点云数据处理及快速原型制作研 究 术
和研究 ， 使用点云测量 系统 ， 出实体 或样件 的 ３ 得 Ｄ数据资料 ， 再 以逆向软件进行点云数据处理 ， 提取特征 ， 曲面建构 ， 从点线 面与 实体进行误差对 比， 复调试 ， 反 最终得 出较为贴进 实物原型 的几
何模型， 进而产生 Ｃ ＡＤ资料 ， 最后使用快速原￣（ ａｉ ｒｔｙ — Ｒ ｐｄ ｏ ｔｐ Ｐ ｏ ｉｇＲ ） ｎ ， Ｐ 加工没备 ， ３ 将 Ｄ数据文件转化为 Ｓ Ｌ格式 ， Ｔ 制造 出其快
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