文档介绍：华南理工大学
硕士学位论文
三维机械模型与对应工程图纸的智能化校对方法研究
姓名:王为光
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:王知衍
20030516
摘要
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摘要
目前从工程图纸中构造三维机械零件模型的过程一般是手工完成的,这个重
建过程非常容易出错,因而有必要进行模型的智能化校对系统研究。模型的智能
化校对可以分阶段和层次进行,首先可以进行三维模型的外观校对,然后进行像
素水平的三维模型轮廓校对和剖面投影校对,最后可以校对三维模型的实体信
息,主要是三维模型距离、半径和角度等信息的校对。外观校对可以通过三维模
型浏览器来实现,将初始图纸图像设置为浏览器的背景,通过不断的缩放和旋转
三维模型可以方便的实现模型的外观校对,从而大致看出三维模型有无外形缺陷
以及是否符合图纸的基本原意,这是模型校对的第一阶段,也是容易实现和实用
性较强的一个校对阶段。轮廓校对则通过比较三维模型与工程图纸的正射投影视
图图像来实现。从人工构造的三维模型中获取的正射投影视图与从工程图纸中通
过图纸识别技术获取的正射投影视图之间的比较,实际上是通过不同方式获取的
同一场景的两幅图像之间的配准过程。模型的轮廓校对可以用两种方法实现,一
种是通过点映射的方法实现直观的轮廓校对,另一种是通过两幅图像的相互相关
性测量来实现经过大小和位置归一化之后的两幅图像之间的精确轮廓校对。这个
配准过程中使用的相似度测量方法,可以作为模型校对系统中进行智能判断的基
本依据,结合配准的结果,也可以直观的测度两个投影图之间的误差。更高层次
的校对则可以通过比较三维模型的实体数值信息与从工程图纸中获取的尺寸数
值信息来实现,其中最主要的就是从工程图纸中获取的距离信息与从模型中获取
的相对应距离信息之间的比较,这种比较是基于图形元素水平的,因而可以实现
模型的细节校对。本文利用工程图纸识别领域的成熟技术,给出了一个完整的模
型信息校对平台的设计,并且利
用图形库和自主开发的线型图纸图像识别算法库
实现了用于模型校对的三维模型浏览器和图纸轮
廓线提取算法。本文重点讨论了三维模型的外观校对和轮廓校对,并且为实现模
型校对提供了一个图形化的系统集成环境,很好的实现了用户与系统的交互功
能。通过将支持规范的三维模型浏览器集成进校对系统,可以实现模
型校对的泛地区技术支持。本文还深入探讨了系统中几个关键的技术问
题图纸的粗略矢量化方法,线型图纸中线段的提取方法和尺寸集合的提取方法。
本文最后分析了模型校对系统的发展方向,为进一步完善模型校对系统提供了基
础。
关键词计算机集成制造,工程图纸识别,矢量化,三维模型浏览器,模型校对
华南理工大学工学硕士学位论文
华南理工大学
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确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名王志日期年,月“日
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保密口,在年解密后适用本授权书。
不保密叮
请在以上相应方框内打“劝,
作者签名龙日期年犷月日
导师签名夕命户汀日期’年月对日
第一章绪论
第一章绪论
背景
由于科学技术的迅速发展和社会生活节奏的加快,工业产品正由传统批量重
复过程向小批量、短周期和个性化的方向发展。快速变化、难以预测的市场正在
形成,只有把先进的可视化设计手段、柔性生产技术、灵活的企业虚拟组织结构
与高素质的人员结合在一起,才能立足于市场,使企业具有较强的应变能力。快
速原型制造、敏捷制造思想就是在这种形势下提出的。当前制造业正发生深刻的
变革,其特点是围绕产品在快速、高质、低成本和优良服务方面的竞争越来越激
烈,需要以最快的速度、最低的成本制造出用户满意的产品。资料表明,产品设
计对产品质量和成本起着主要作用,’‘面向制造与装配的产品设计”指出产品设计
对整个成本的影响为。如果在设计初期就可以很好考虑以后制造、装配等
后续工作的要求,并可以及