基于CATIAV5的逆向工程自由曲面重构技术
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用技巧。
关键 词 ：逆向工程 ； Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ ；曲面重构 ；控制点调面 中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ２ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ （ 下） 一 ０ １ １ ４ —０ ３
示。其次激活该段点云，利用截面线功能盛在此点 云上打截面 （ 切 片 ） ，获 取 断 面 扫 描 交 线 （ 先 以
ｚ ｘ 为 基 准面 ，再 以ｘ ｙ 为基 准 面 ） ，其 过 程如 图 ３ 所
示 。注意 参数 设置 ： 间距 （ ｓ ｔ ｅ ｐ ）＝ ０ ． ５ ｍｍ。
但 对 于 医 疗 领 域 中 人 赝 耳 、 鼻 和 假 肢 等 人 体 器 官口 和玩 具 行业 中布 绒填 充类玩 具 等三 维实体 的 逆 向重 构 ，经 反 复 试 验 证 明其 效果 没有 针 对 性 且 精 度 上 差强人 意 。本 文 以Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ Ｒ１ ６ 为平 台 ， 针 对 以虾 仁 为 代 表 的 自 由 曲面 的散 乱 点云 数 据 ， 采用 “ 控 制 点调 面 ”法 完 成 其 曲面 重构 并 提 出这
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匐 似
基于Ｃ ． Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ５ 的逆 向工程 自由曲面重构技术
Ｆ ｒ ｅｅ － ｆ ｏｒ ｍ ｓ ｕ ｒ ｆ ａｃｅ ｒ ｅｃｏｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｃ ｈｎ ｅ ｏｌ ｏ ｇｙ ｉ ｎ ｒ ｅ ｖ ｅｒ ｓ ｅ ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅｒ ｉ ｎ ｇ ｂａｓ ｅ ｄ ｏｎ ＣＡＴＩ Ａ Ｖ５
收稿日期：２ ０ １ ２ －Ｉ １ － ０ ２ 基金项目：河北 省科技支撑计 划 （ ０ ９ ４ ５ ７ ２ １ ３ ４ ）；秦皇岛市科技支撑计 划 （ ２ ０ ０ ９ ０ １ Ａ０ ４ ８ ） 作者简介：何伟 （ １ ９ ６ ９一），男，副教授，硕 士，主要从事Ｃ Ａ Ｄ￣ Ｃ Ａ Ｍ的研 究以及针对渔业机械 （ 鱼虾饲料加工、水产 品精 深加 工设备）创新 设计 。
（ Ｆ ｉ ｌ １ ） 避和扫描曲 面 （ Ｓ ｗ ｅ ｅ ｐ ） 魑； Ｆ Ｓ Ｓ 模块中的
填 补 曲面 （ Ｆ ｉ ｌ １ ） 、外形拟 合 （ Ｆ ｉ ｔ ｔ ｏ Ｇｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ）
、
扫掠曲面 （ Ｓ ｔ ｙ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｗ ｅ ｅ ｐ ） 和网格曲面 嗨 。
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． １ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ．言
自 由 曲面 形 状 复 杂 ，其 曲面 重 构 一 直 是逆 向 工 程研 究 的热 点和 难 点之 一 。逆 向工 程 上ＮＵ ＲＢ Ｓ 设 计 技 术 最 常 使 用 的 作 业模 式 是 对 点 云 数 据 应 用 控 制 多边 形 或 者 逼 近 的方 法 创 建 初 始 造 型 【 １ 。
一
般 采 用工程 技术 中常规构 面手 段 ，￣ Ｈ ＣＡＴ Ｉ Ａ
图 １ 曲面 重构 流程
由线 架 构 用 逼 近 方 法 构 面 有 多种 办 法 ，可 采 用 的 有 ：ＧＳ Ｄ模块 中的放 样 曲面 （ Ｌ ｏ ｆ ｔ ） 、填 充 曲面
１ ． １ 虾段曲面重构
１ ． １ ． １做 截面线 首 先 完成 此段 虾 尾特 征 曲线 线架 构 ，如 图２ 所
何
伟
ＨＥ Ｗ ｅ ｉ
（ 河北农业大学 海洋学院 ，秦皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ３ ） 摘 要 ： 以Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ 为平 台，对 以虾仁为代表的自由曲面散乱点云数据 ， 采用 “ 控制点调面 ”的方法 完成了曲面重 构 ，并对其 构建步骤进 行了详尽的描 述 ，进而提 出这一曲面 精准重构方法 的应
面 ”的方 法 构 建 虾 段 曲面 ，再 通 过 虾 段 曲面 间的
・
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箱 ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ●
调 整构 建 虾仁 全 部 外 表 面 ，在 此过 程 中需 要 做 截 面 线并 进 行 曲面 质 量 评 价 。这里 重 点探 讨 如 何 采
一
方法 的应 用技 巧 。
１ 虾仁 曲面重构
按 如 图１ 所 示 流 程 对 处 理 好 的 虾 仁 点 云 进 行 曲面 重 构 ，先进 行 线架 构 ，然 后采 用 “ 控 制 点调
酬 …
图 ２ 虾 尾某 段 线 架 构
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［ １ １ ４ １ 第３ ５ 卷
第３ 期 ２ ０ １ ３ — ０ ３ （ 下）
用 “ 控 制 点调 面 ”法 完 成 虾 段 曲面 重 构 ， 以虾 尾 某 段体 节为 例 。
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妻 Ｉ
■ 兰篓 苎垫 篷
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（ ａ ） 截面线对话框 （ ｂ ） 截面线 （ 切 片）制作过程 （ ｃ ） 截面线制作结果
图３ 截 面 线 制作 过程
关键 词 ：逆向工程 ； Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ ；曲面重构 ；控制点调面 中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ２ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ （ 下） 一 ０ １ １ ４ —０ ３
示。其次激活该段点云，利用截面线功能盛在此点 云上打截面 （ 切 片 ） ，获 取 断 面 扫 描 交 线 （ 先 以
ｚ ｘ 为 基 准面 ，再 以ｘ ｙ 为基 准 面 ） ，其 过 程如 图 ３ 所
示 。注意 参数 设置 ： 间距 （ ｓ ｔ ｅ ｐ ）＝ ０ ． ５ ｍｍ。
但 对 于 医 疗 领 域 中 人 赝 耳 、 鼻 和 假 肢 等 人 体 器 官口 和玩 具 行业 中布 绒填 充类玩 具 等三 维实体 的 逆 向重 构 ，经 反 复 试 验 证 明其 效果 没有 针 对 性 且 精 度 上 差强人 意 。本 文 以Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ Ｒ１ ６ 为平 台 ， 针 对 以虾 仁 为 代 表 的 自 由 曲面 的散 乱 点云 数 据 ， 采用 “ 控 制 点调 面 ”法 完 成 其 曲面 重构 并 提 出这
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基于Ｃ ． Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ５ 的逆 向工程 自由曲面重构技术
Ｆ ｒ ｅｅ － ｆ ｏｒ ｍ ｓ ｕ ｒ ｆ ａｃｅ ｒ ｅｃｏｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｃ ｈｎ ｅ ｏｌ ｏ ｇｙ ｉ ｎ ｒ ｅ ｖ ｅｒ ｓ ｅ ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅｒ ｉ ｎ ｇ ｂａｓ ｅ ｄ ｏｎ ＣＡＴＩ Ａ Ｖ５
收稿日期：２ ０ １ ２ －Ｉ １ － ０ ２ 基金项目：河北 省科技支撑计 划 （ ０ ９ ４ ５ ７ ２ １ ３ ４ ）；秦皇岛市科技支撑计 划 （ ２ ０ ０ ９ ０ １ Ａ０ ４ ８ ） 作者简介：何伟 （ １ ９ ６ ９一），男，副教授，硕 士，主要从事Ｃ Ａ Ｄ￣ Ｃ Ａ Ｍ的研 究以及针对渔业机械 （ 鱼虾饲料加工、水产 品精 深加 工设备）创新 设计 。
（ Ｆ ｉ ｌ １ ） 避和扫描曲 面 （ Ｓ ｗ ｅ ｅ ｐ ） 魑； Ｆ Ｓ Ｓ 模块中的
填 补 曲面 （ Ｆ ｉ ｌ １ ） 、外形拟 合 （ Ｆ ｉ ｔ ｔ ｏ Ｇｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ）
、
扫掠曲面 （ Ｓ ｔ ｙ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｗ ｅ ｅ ｐ ） 和网格曲面 嗨 。
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． １ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ．言
自 由 曲面 形 状 复 杂 ，其 曲面 重 构 一 直 是逆 向 工 程研 究 的热 点和 难 点之 一 。逆 向工 程 上ＮＵ ＲＢ Ｓ 设 计 技 术 最 常 使 用 的 作 业模 式 是 对 点 云 数 据 应 用 控 制 多边 形 或 者 逼 近 的方 法 创 建 初 始 造 型 【 １ 。
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般 采 用工程 技术 中常规构 面手 段 ，￣ Ｈ ＣＡＴ Ｉ Ａ
图 １ 曲面 重构 流程
由线 架 构 用 逼 近 方 法 构 面 有 多种 办 法 ，可 采 用 的 有 ：ＧＳ Ｄ模块 中的放 样 曲面 （ Ｌ ｏ ｆ ｔ ） 、填 充 曲面
１ ． １ 虾段曲面重构
１ ． １ ． １做 截面线 首 先 完成 此段 虾 尾特 征 曲线 线架 构 ，如 图２ 所
何
伟
ＨＥ Ｗ ｅ ｉ
（ 河北农业大学 海洋学院 ，秦皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ３ ） 摘 要 ： 以Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｖ ５ 为平 台，对 以虾仁为代表的自由曲面散乱点云数据 ， 采用 “ 控制点调面 ”的方法 完成了曲面重 构 ，并对其 构建步骤进 行了详尽的描 述 ，进而提 出这一曲面 精准重构方法 的应
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调 整构 建 虾仁 全 部 外 表 面 ，在 此过 程 中需 要 做 截 面 线并 进 行 曲面 质 量 评 价 。这里 重 点探 讨 如 何 采
一
方法 的应 用技 巧 。
１ 虾仁 曲面重构
按 如 图１ 所 示 流 程 对 处 理 好 的 虾 仁 点 云 进 行 曲面 重 构 ，先进 行 线架 构 ，然 后采 用 “ 控 制 点调
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图 ２ 虾 尾某 段 线 架 构
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［ １ １ ４ １ 第３ ５ 卷
第３ 期 ２ ０ １ ３ — ０ ３ （ 下）
用 “ 控 制 点调 面 ”法 完 成 虾 段 曲面 重 构 ， 以虾 尾 某 段体 节为 例 。
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图３ 截 面 线 制作 过程