设计与研究Designand Research
基于CATIA的曲面重构误差分析及优化
李丽娟?常仕伟②林雪竹②
（①长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022；②长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022）
摘要：逆向曲面重构工作复杂而繁琐，在曲面重构中难以控制拟合曲面的精度.通过建立一个合理的误差
分析和评价方法来控制拟合曲面误差范围，利用几种不同的方法优化拟合曲面精度与曲面品质，通过合理的分析和评价从而减小曲面重构工作的复杂程度和工作量。
关键词：曲面重构：控制：误差；优化
中图分类号：TH122
文献标识码：A
Erroranalysis and optimization of surface reconstruction based on CATIA
LI Lijuan, CHANG Shiwei?, LIN Xuezhu@2
(@School of Optoelectronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022,CHN; ②Mechanical Engineering Department, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, CHN)
Abstract: The reverse surface work of reconstruction is complex and cumbersome, it's difficult to control the
precision of surface reconstruction. By establishing a reasonable error analysis and evaluation methods to control the fitting surface error, using several different methods to optimize the reverse surface accuracy and surface quality, through rational analysis and evaluation to reduce the complexity of the work surface reconstruction and workload.
Keywords: reverse surface; control; error; optimize
曲面重构不同于传统的设计过程，它是从已知实物相关信息出发，对实物原型进行数据采集、数据处理和三维重构等过程。通过构造出与原模型具有相同结构特征的三维模型，然后再对原模型进行设计或再创新"。在曲面重构中控制参数过大会使得重构曲面偏差过大，控制参数过小会使得拟合曲面出现褶皱造成表面曲率不连续等缺陷。以实例产品为例通过构建一个曲面误差评价方法优化曲面参数从而控制曲面拟合质量。三维CAD模型重构是整体流程中的最关键也是最繁琐的一步，只有满足品质要求才能顺利实现产品的开发和创新。
1点云获取与预处理 1.1点云数据获取
产品的数学化是将物体的表面形状转换成为离散的坐标数据，它是数据处理、模型重建、评价、改进和制造的基础。数字化技术的先进水平直接影响后期数据处理的精度以及零件设计的完整性。数据测量是逆向工程的基础，测得数据与最终产品精度密切相关，直接影响CAD建模的质量，以及后期加工产品能否真是反映的原型。图1为表面数据获取方法。
·78· 万方数据
表面数字化方法
非触式
光学式
结铁
激
按触式
非光学式触发式
双
送
MRI 送
超法
图1工业数据获取测量方法
连续式
近年来照相式测量技术应用广泛，它以高速分辨率高速扫描产品表面，由数码相机摄人条纹和色彩图像，经过图像处理计算出各点的精确空间坐标（x，}，z) 和逼真色彩(r，g，6)数据，生成空间点云数据(2)。
由于各种数据的采集都具有一定的局限性，因此数据采集精度应满足实际的工业需求。数据采集速度要快同时要完整，不能有较大的数据缺失和原型损坏。 1.2点云数据处理
1.2.1测量数据的剔除、修补
在曲面的数字化测量中获得点云数据，由于存在各种干扰因素（如：物体反光，震题，光线强度等)不可
到更技美与乐” 2014年第7期