二维工程图的智能理解与三维重建研究

作     者：翟晓庆 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧宗瑛

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 

主      题：三维重建 工程图 轮廓提取 视图分离 

摘      要：二维工程图的智能理解与三维重建是一项计算机视觉、计算机图形学和计算机辅助设计等学科相互交叉的研究项目,是一个由计算机自动识别和处理二维图样中的几何信息和拓扑信息,并生成相应三维形体的过程。 图样表达除了显示几何投影关系外,还隐含图样的工程规范、标准和设计者的习惯约定,因此,计算机智能识图和自动三维重建是一个有难度的研究项目。本文主要包括以下几方面的内容:首先,分析了二维图样的各类表达信息以及工程语义的显式表达和隐式表达;其次,介绍了AutoCAD的DXF文件的结构以及图元信息的提取方法;最后,结合人工识图的原理,借助Visual C++编程语言开发了一个以视图分离、轮廓搜索、实体重建为主要环节的基于SolidWorks2003平台的三维重建原型系统。 本文重点改进了一种轮廓搜索判别法。视图轮廓搜索过程的关键点就是在多分支路径处如何判别轮廓的走向。文中的算法采用矢量的旋转变换理论,通过计算各分支路径与当前路径之间的三角函数值,利用变换后的三角函数表达式的区间单调性,将角度值的比较转换为三角函数表达式值的比较,从而避免了繁琐的角度值计算,减少了误差,提高了执行效率。 本文构建的三维重建原型系统是以DXF文件为数据源,通过视图预处理将图元信息存入相应的数据结构,自动搜索各视图的外轮廓,然后将视图旋转至空间投影体系中,选取相应的视图外轮廓进行拉伸、切削等操作,最后通过人机交互的方式完成内轮廓细节的重建。实验结果表明,本文构建的原型系统能够满足一般拉伸体和回转体的重建需要。