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基于工程视图的三维重建技术研究的若干问题

计算机应用研究 2000年第9期17卷 75-77页

作者：张爱军诸昌钤西南交通大学计算机科学与工程学院四川成都610031

基于工程视图的三维重建技术不仅具有理论意义，而且具有广泛的应用价值。总结了三维重建技术及其在发展过程中需解决的一些典型问题，并提出了今后研究工作的重点和方向。

关键词：三维重建工程视图工程制图 CAD CAM

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基于工程视图的三维重建算法研究与实现

基于工程视图的三维重建算法研究与实现

作者：窦刚华中科技大学

学位级别：硕士

工程视图作为一种以投影原理表达空间三维形体的有效手段,广泛地应用于产品模型设计,在传统工业扮演着重要的角色。工程技术人员借助二维视图,可以很容易地读懂视图所表达的空间形体信息和产品设计思想。随着三维CAD/CAM 软件的广泛使用... 详细信息

工程视图作为一种以投影原理表达空间三维形体的有效手段,广泛地应用于产品模型设计,在传统工业扮演着重要的角色。工程技术人员借助二维视图,可以很容易地读懂视图所表达的空间形体信息和产品设计思想。随着三维CAD/CAM 软件的广泛使用,在很多情况下,产品模型都需要进行三维表达,而目前仍然存在着大量设计图纸没有转换成三维模型,若采用人工手段将耗费大量的人力和时间,于是对由工程视图自动转换三维模型的算法研究有迫切的需要。但已有的重建算法存在着对制图规范和常见零件的研究不深入、计算复杂度过大等问题。针对此种现象,本文回顾了以往的研究工作,在研究实现面向三维重建的工程视图的预处理技术的基础上,详细分析了工程视图中的工程语义信息和常见零件的轮廓信息,讨论了如何具体利用这些信息对工程视图进行处理,并特别分析了对重建得到的三维模型进行参数化的问题。本文首先对以往的三维重建算法进行了分类,重点讨论了已有的多视图三维重建技术,指出了目前三维重建研究中存在的实际困难。接着讨论了面向三维重建的预处理技术,将原始视图数据文件进行处理,将其转换为重建算法能够利用的数据结构。具体而言,本文提出了针对三维重建的数据结构,研究并实现了工程视图的分割与坐标系转换算法、工程视图中隐含点数据的提取技术与视图轮廓识别算法。进而本文在对工程视图中的工程语义信息进行了分类总结的基础上,基于模型引导识别重建方法,使用工程语义主导重建过程,提出了基于工程语义的三维重建算法,并通过实例应用证明了算法的有效性。本文对工程视图表达的零件的边界信息进行了分类,利用边界面域信息引导重建过程,提出并实现了基于两阶段拉伸的三维重建算法。最后分析了二维视图的特征,讨论了如何在三维重建的过程中建立三维参数化特征模型,表明三维重建得到的实体模型可以直接用于参数化设计。

关键词：三维重建工程视图预处理工程语义两阶段拉伸参数化

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CATIA生成工程视图功能详解

机械工人（冷加工） 2005年第2期 29-30页

作者：谷岩军王峰大连冷冻机股份有限公司辽宁116033

CATIA是三维设计软件,由于它具有超强的自由曲面及逆向工程的功能,加上独步全球的全面组合分析功能,深受航天及汽车工业中广大设计人员的喜爱.这里我要介绍的是用CATIA生成工程视图的方法.

关键词：工程视图 CATIA 逆向工程三维设计软件功能自由曲面生成组合分析

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视图特征的曲面重建方法研究

湖南大学学报（自然科学版） 2010年第3期37卷 34-37页

作者：潘华伟李莉易平高春鸣湖南大学计算机与通信学院湖南长沙410082 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

提出了一种基于视图特征的三维形体重建方法,根据分离视图的投影特征定义曲面特征,通过匹配二维视图特征识别曲面类型及参数,从而构造曲面线框图生成B-rep结构形体模型.利用曲面求交法求解三维二次曲面交线及高次曲线,解决了五点法及共... 详细信息

提出了一种基于视图特征的三维形体重建方法,根据分离视图的投影特征定义曲面特征,通过匹配二维视图特征识别曲面类型及参数,从而构造曲面线框图生成B-rep结构形体模型.利用曲面求交法求解三维二次曲面交线及高次曲线,解决了五点法及共轭直径法在求解二次曲线时采样复杂且耗时的问题以及无法通过视图投影获取高次曲线的问题.实验结果和算法分析表明,通过特征获得曲面类型再求交获得高次曲线的这一过程,是恢复二次或高次曲线的行之有效的方法,而且计算效率也有较大提高.

关键词：工程视图视图特征曲线线框图三维重建

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面向三维重建的视图坐标转换

西南交通大学学报 2001年第1期36卷 57-61页

作者：张爱军诸昌钤王喆西南交通大学计算机与通信工程学院四川成都610031

结合画法几何学和工程制图的投影原理和制图规则 ,讨论了统一二维坐标系下的各视图图形坐标到空间投影坐标的转换策略 ,通过引入二维半中间坐标系推导出了映射算子 ,并建立了各视图间对应点坐标在统一二维坐标系下的联动约束关系。

关键词：坐标转换工程视图三维重建视图坐标空间投影坐标映射算子投影原理制图规则

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任意摆放的二次曲面体的三维重建

小型微型计算机系统 1999年第2期20卷 121-125页

作者：陶涛朱仁芝刘磊卢益玲中国科学技术大学精密机械与精密仪器系

本文采用特征点匹配的方法，先由二维视图获取三维空间的点和曲线，然后经过一系列线性运算得出三维曲面．本算法可对任意二次曲面进行三维重建，不仅对曲面的空间摆放没有限制，而且对曲面自身的对称性也无要求．因而，可将重建对象扩... 详细信息

本文采用特征点匹配的方法，先由二维视图获取三维空间的点和曲线，然后经过一系列线性运算得出三维曲面．本算法可对任意二次曲面进行三维重建，不仅对曲面的空间摆放没有限制，而且对曲面自身的对称性也无要求．因而，可将重建对象扩展为圆柱、椭圆柱、球、椭球、双曲面、抛物面等．本文给出的算例表明了算法的有效性．

关键词：三维重建工程视图任意二次曲面计算机制图

基于构造立体几何（CSG）法的三维重建技术的研究

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基于构造立体几何（CSG）法的三维重建技术的研究

作者：陈波苏州大学

学位级别：硕士

在CAD/CAM技术的应用中，人们可以通过计算机直接用机械三维模型进行设计，便于产品的生成，与传统机械工程视图相比，三维实体模型有着巨大的优点。机械工程视图作为工程界通用的技术语言，如何利用计算机实现机械工程视图的三维重建是... 详细信息

在CAD/CAM技术的应用中，人们可以通过计算机直接用机械三维模型进行设计，便于产品的生成，与传统机械工程视图相比，三维实体模型有着巨大的优点。机械工程视图作为工程界通用的技术语言，如何利用计算机实现机械工程视图的三维重建是CAD/CAM技术的重要研究方向。自Idesawa首次提出三维重建技术这个课题以来，国内外已提出很多方法，但是还需要进一步的研究与完善，才能进行实际应用。论文首先探讨和对比了多种现有的三维重建算法及开发方式，介绍了相关的技术知识，确定最终的开发平台;最后从三视图的理解和三维实体造型方法出发，阐述了三维重建方法的理论基础，确定采用基于构造立体几何—Constructive SolidGeometry(CSG)法进行三维重建。基于以上的理论知识，提出相关算法来实现三维实体的重建。首先是对机械工程图前置处理，包括：三视图中未完整信息的补全，三视图中各图形特征的识别，三视图交互式分离。其次是三维实体的重建，包括：对前面图形特征识别后特征数据的提取及其扩展，获取特征数据对图形特征进行三视图匹配，对匹配的三个图形特征重建三维基体，确定三维基体的位置和判断其虚实性，合成三维基体完成三维重建。为验证论文所研究的重建算法和设计的实施方案，以AutoCAD为平台，结合ObjcctARX技术开发了一个三维重建辅助工具，并结合一些机械工程视图进行了初步的重建实验。结果表明，本文的方法和设计方案在处理长方体、柱面体、楔形体、拉伸体及其他们组合体的重建问题上是完全可实现的。

关键词：工程视图三维重建特征识别三维基体

基于ObjectARX的石化设备参数化建模系统开发

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基于ObjectARX的石化设备参数化建模系统开发

作者：柴乐乐大连理工大学

学位级别：硕士

随着市场竞争的日益激烈,企业对市场的响应速度往往成为企业在竞争中取胜的关键。在石化建设行业中,大型的石化设备在进行吊装之前都需要模拟和仿真整个吊装过程,工作人员因此需要建立石化设备的三维模型,而整个建立过程往往需要花费大... 详细信息

随着市场竞争的日益激烈,企业对市场的响应速度往往成为企业在竞争中取胜的关键。在石化建设行业中,大型的石化设备在进行吊装之前都需要模拟和仿真整个吊装过程,工作人员因此需要建立石化设备的三维模型,而整个建立过程往往需要花费大量的时间,并且已建立好的三维模型也难以重复使用。因此探索快速建立石化设备三维模型的技术和方法,减少模型建立和修改的工作量,对于石化设备吊装行业具有明显的工程应用意义,对于相关的课题研究也具有参考价值。本文主要对石化设备的参数化建模方法进行了研究,并在AutoCAD平台下,采用ObjectARX与MFC相结合的方法,开发了石化设备的参数化建模系统。在该系统中通过编辑石化设备的模型参数便可生成石化设备的模型,从而实现了石化设备的快速建模。本文中的主要研究内容如下：(1)研究了石化设备各组成部分的分类方法,建立了各组成部分的参数化模型,并且对特征参数进行了层次化的定义,实现了实体模型到参数化模型的过渡。(2)研究了石化设备各组成部分的装配特点,制定了简单易行的装配参数,实现了石化设备的参数化装配。(3)研究了三维模型生成二维图形的方法,分析了石化建设行业中二维工程图的特点,实现了三维模型自动生成二维工程图。(4)研究了系统中信息的保存与读取方法,实现了系统中信息对外的可视化保存,并能够导入生成三维模型。该参数化建模方法避免了复杂的手工建模和修改过程,充分的利用了计算机技术,极大的降低了建立石化设备三维模型的时间,提高了企业的生产效率。

关键词：石化设备三维模型参数化工程视图

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船体典型结构的三维重构方法研究

船体典型结构的三维重构方法研究

作者：李永良哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

由三视图组成的工程图,是用二维信息完整地表达三维物体的通用工具。由于直接建立三维立体模型过程复杂,因此有必要在工程图与三维模型之间建立一种对应关系,自动地将二维工程图转换为三维立体模型。一个三维形体可以认为是由一系列基... 详细信息

由三视图组成的工程图,是用二维信息完整地表达三维物体的通用工具。由于直接建立三维立体模型过程复杂,因此有必要在工程图与三维模型之间建立一种对应关系,自动地将二维工程图转换为三维立体模型。一个三维形体可以认为是由一系列基本特征形体组合而成的,因此从二维信息建立三维模型的关键就是如何识别出二维信息中所包含的三维特征信息。本文从实用的角度出发,总结了正投影工程图中的投影理论基础、人工读图方法以及注意的相关问题,采用了以CSG方法为主,B-rep方法为辅,类似于CSG建模的机制来实现二维视图的三维重构过程。从特征模型和边界模型两种角度复合地理解形体,兼有模型引导和自底向上两类算法的优点,在此基础上针对船体实肋板工程图的三维重构进行了分析。围绕从二维工程图到三维模型的整个重构过程,通过对图形数据处理过程的详细分析,提出了包括二维数据文件的格式的统一、视图分离和视图坐标系建立的具体实现方法;设计了用于表达特征信息的数据结构;研究和总结了特征识别算法;基于STEP标准和特征树,确定了特征之间的组合关系。基于AutoCAD平台,提出了面向二维工程视图进行三维重构的总体结构和实施方案。

关键词：工程视图三维重构特征识别 AutoCAD