摘要：航空发动机涡轮叶片表面形状复杂,其三维重构是叶片成型精度分析以及质量控制的重要手段。涡轮叶片叶面是一个复杂的自由曲面,其拟合是重构涡轮叶片的关键步骤之一。本文以涡轮叶片叶面拟合为研究对象,提出一种B-spline曲面层次化拟合方法,该方法首先构建网格曲面的多分辨率模型,然后完成该多分辨率三角网格模型的参数化,最后在多分辨率三角网格的基础上通过粗略拟合、精确拟合以及最终拟合3个主要步骤完成曲面拟合。该方法可以完成高阶连续自由曲面的拟合,适用于海量测量数据的快速拟合,具有较高效率并且拟合结果精度高。

摘要：在增强现实装配中,高精度的手工任务只能由有经验的工人来完成,其原因在于他们已经将反映操作精度的信息转化为了一系列手工操作法则。由于暂未在大脑中形成这些法则,致使新手的操作精度不高、操作效率低下。为了描述这些法则,本文首次阐述了面向操作精度的AR可视化定义了,明确它与传统AR可视化在引导操作方面的区别和联系。其次,提出了一种面向手工操作法则的增强现实指令(MicroAR)。根据传统AR和MicroAR,分别设计了对应指令辅助新手的微装配过程。通过案例研究测试了这2个界面在物理任务下的装配时间、操作体验等方面的性能。结果表明MicroAR指令比传统AR指令能更好地提升用户的装配效率,加深用户对于任务的认知程度。

摘要：为解决基于特征的逆向工程中反射对称提取的问题,提出一种鲁棒的对称面提取方法。首先利用特征线将模型分割成体素的集合,然后计算各个体素的形状分布曲线,通过形状分布曲线匹配的方式获几何形状相似的体素,并利用最小包围盒从中提取大小相似的体素以构成对称体素的集合。最后利用鲁棒的主元分析方法提取了反射对称体素的对称面信息。实验结果表明对称提取结果的误差较小并具有较强的鲁棒性。

摘要：摘要提出了一种基于局部特征匹配的旋转对称提取算法，为基于特征的逆向工程提供了一种新的对称约束的提取方法。该算法首先利用特征线将模型分割成对应各个特征类型的体素的集合；然后计算各个体素的形状分布曲线，通过形状分布曲线匹配的方式获取几何形状相似的体素，并利用最小包围盒从中提取大小相似的体素以构成对称体素的集合；最后利用迭代最近点算法计算对称体素的旋转对称信息并利用均值漂移算法优化提取的对称。实验结果表明，体素分割结果对应构成模型的各个特征，具有明显的工程语义，对称提取结果的误差较小并具有较强的鲁棒性。

摘要：为了实现CAD/CAPP/CAM系统的有效集成,提出一种可制造性驱动的三维CAD模型相交制造特征识别方法.首先通过启发式规则对加工面进行可达性分析,计算加工面可行刀具轴向空间;然后采用融合制造语义的加工面聚类算法构建加工区域子图;最后以加工区域子图为制造特征痕迹,结合标注语义信息对加工区域子图进行优化合并,从而实现制造特征的识别.实验结果表明,该方法能够有效地实现复杂相交制造特征和复杂零件的制造特征识别,制造特征识别性能可满足工程应用中的需求.

摘要：为了解决逆向工程中平移对称提取的问题,提出了一种鲁棒的提取算法.首先利用特征线将模型分割成体素的集合,然后计算各个体素的形状分布曲线,通过形状分布曲线匹配的方式获取了几何形状相似的体素,并利用最小包围盒从中提取大小相似的体素,以构成对称体素的集合.利用鲁棒的PCA方法估算对称体素的初步对称信息,在此基础上利用迭代最近点算法对提取的平移对称进行优化.采用一个机械零件的三角网格模型进行实验的结果表明,体素分割结果对应构成模型的各个特征,具有明显的工程语义,对称提取结果的误差较小并具有较强的鲁棒性.

摘要：针对光顺带噪声的三角网格模型并使光顺的结果逼近模型的原始设计意图,提出了一种基于局部曲面逼近的网格光顺算法.首先获取顶点的二阶邻域内的顶点信息,利用邻域顶点的多元L1中值获得邻域确定的局部曲面的2次逼近的点集;然后将顶点沿着其法矢方向向该点集上投影,获得顶点在点集上的投影点;最后将顶点移动到投影点的坐标处,得到光顺后的三角网格.该方法在光顺的同时有效地逼近了网格的原始特征.实验结果表明了算法的有效性和鲁棒性.

摘要：针对三维CAD模型检索中的语义鸿沟问题,提出一种基于局部形状分布及语义概率统计的三维CAD模型自动语义标注算法。采用基于局部形状分布的多尺度特征提取方法获取CAD模型的形状信息,并计算不同模型之间的形状相似度;根据模型样本库中已知的语义分类信息,构建一个基于概率的标注框架对CAD模型进行语义标注,以建立模型形状信息和语义信息之间的联系。实验结果表明,该算法能够有效提高三维CAD模型检索的准确率,检索性能优于仅使用形状信息时的检索结果。

摘要：为了解决基于特征的CAD模型重建中三角网格模型分割难以体现意义的问题,构建基本造型特征和加工特征组成的知识库来进行有意义的分割.首先以二次曲面的拟合误差和曲率作为分割准则,逐次地分割出对应曲面类型的子网格,从曲面这一基本造型元素的角度初步体现分割的意义.然后分别构建知识库中特征和初步分割的曲面集合的以面为节点的属性邻接图.最后以知识库中的特征的属性邻接图作为输入,匹配出模型中含有的对应特征类型的子网格,从工程语义的角度进一步体现分割的意义.实验结果表明该算法获得了有意义的分割结果,并且具有较高的时间效率.

摘要：为了恢复三角网格模型中的孔洞处的真实形状,提出一种曲面特征恢复的孔洞修补算法.首先对模型中检测出的孔洞进行三角化并细分,完成孔洞的粗修复.然后利用高斯球确定孔洞的邻域及其曲面类型,对二次曲面类型的孔洞邻域进行非线性最小二乘拟合以获得曲面代数方程,对自由曲面类型的孔洞邻域则进行B样条曲面拟合.最后根据孔洞邻域的曲面方程获得孔洞内新增顶点在曲面上的精确位置,完成孔洞修复.实验结果表明,该孔洞修补算法不仅能完成孔洞区域的三角形填充,还能准确恢复出孔洞区域的曲面特征.