[實用新型]基于空間編碼投影的逆向工程加工系統

有效

• 申請號: 201320022202.7
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN203038276U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 劉京南;楊安康;朱昊;余玲玲;敬銳;湯傳吉
• 申請（專利權）人: 楊安康
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

技術領域

?本實用新型涉及基于空間編碼投影的逆向工程，具體來說設計一種基于空間編碼投影的逆向工程加工系統與方法。?

背景技術

????逆向工程的研究與應用，國內發展時間相對較晚。上世紀90年代中后期，逆向工程才引起國內的學者的關注和重視。?

南京航空航天大學的研究小組提出的基于截面數據的曲線重建沒有運用基于特征的方法，即對于截面的數據點整體擬合一條B樣條曲線，然后基于B樣條曲線組進行蒙皮計算。山東大學研究小組李剛根據逆向工程的基本原理和流程,將現有的測量設備、逆向軟件、CAD建模軟件等有機地結合起來,對產品實物模型進行外形的三維數據測量、數據處理、曲面重建等，并且在此基礎上，研究了接觸式和非接觸式測量方法的原理特點以及適合的場合;研究了如何在保證測量精度、正確反映幾何形狀的條件下,優化測量路徑,減少測量數據點,提高測量效率,解決測量中遇到的各種問題。浙江大學吳守春運用理論和實踐想結合的方法,對點云數據及網格數據的特性線提取、三角網格的脊線提取以及點云數據的形狀識別進行了一定的研究,尋求計算效率高,結果美觀的計算機算法。浙江大學譚光華對點云以及網格模型中的形狀編輯問題進行理論探索與應用研究，旨在提高現有模型的可重用性以及變形編輯的效率，減少三維建模以及動畫設計的工作量，提出了一個基于ObbGraph的大規模點云曲面自由變形的方法。該方法結合了傳統的自由變形(Free?Form?Deform)比較快速的優點以及微分網格變形技術中特征保持的優點，從而在提高變形效率的同時，能夠較好的保持點云曲面的局部幾何細節。并且給出了點云曲面上頂點變形梯度的定義及其閉合解。不同于傳統的定義于三角面片上的變形梯度，點云曲面的頂點變形梯度直接定義于點云曲面的每個頂點，從而無需類似網格的拓撲結構。山東大學何軍圍繞網格上的樣條曲面擬合和網格模型變形技術等問題進行了深入探討，針對網格上樣條曲面擬合問題，提出一種在不規則控制網格上構造有理雙三次曲面的新方法。通過均勻雙三次B樣條基函數的分解和子基函數的分類，使用類似于B樣條曲面的方法在不規則控制網格上構造曲面。同時，針對網格模型尺寸調整問題，提出一種新的保持模型特征的尺寸調整方法，可以很好的保持模型的感知敏感區域的特征，將變形盡量分布到非敏感區域。針對網格模型變形問題，提出一種特征敏感的模型變形方法更加關注網格模型的特征細節。具體是通過在對偶網格中使用特征敏感度量的思想，直接將法向量考慮進來，因此特征敏感的拉普拉斯算子對特征細節非常敏感。?

由于國內制造迅速發展,涌現出一大批高科技公司推動了逆向工程技術在我國迅速發展。西安愛德華測量設備有限公司,其在數控系統、測量軟件及光學圖像信息處理技術等核心技術上擁有自主知識產權,在三坐標數學處理模型的建立、PC總線下CNC控制、計算機圖像處理與坐標測量技術研究領域已達到國際先進水平。由浙江大學和杭州一茗軟件公司聯合開發的RE-SOFT軟件,提供了新一代以多級特征抽取、評價、設計、運算、再現以及分析為核心的反求建模范式獨具特色的反求建模策略,為用戶提供了將點云轉化為設計概念、設計方法、功能原理、工程約束以及美學原理等高級信息的最先進求解方法。軟件開發應用了模塊化開發技術,由數據交換模塊、反求造型模塊、分析與測量模塊、輔助工具模塊、圖形顯示和用戶交互模塊組成。?

逆向工程在數據處理、曲面片擬合、規則特征識別、專用商業軟件和三維掃描儀的開發等方面已取得非常顯著的進步。但在實際應用中,整個過程仍需大量的人工交互,操作者的經驗和素質影響著產品的質量,自動重建曲面的光順性難以保證,而且沒有與實際加工結合的研發案例，因此迫切需要一種新的方法和系統解決上述技術問題。?

發明內容

本實用新型正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種基于空間編碼投影的逆向工程加工系統與方法，該方法通過視頻手段獲取被測物體空間尺度的坐標信息，將其轉換成操控指令，在程控設備上快速成型，將視覺檢測技術與快速加工技術相集成，建立一個面向高精密設備加工的自動檢測與成型系統。?

??為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下，一種基于空間編碼投影的逆向工程加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟，1）向被采集物體投射空間編碼，再通過視頻手段獲取被測物體的空間尺度的坐標信息，2）對采集到的圖像進行處理，重構并優化為曲面模型；3）對生成的曲面模型進行分析計算，生成刀具路徑。?