CN111210520A - 一种用于实物模型的逆向成形方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于实物模型的逆向成形方法，所述用于实物模型的逆向成形方法包括以下步骤：扫描实物模型得到实物模型的点云信息；将得到的点云信息转换为多边形网格模型；对转换得到的多边形网格进行技术处理；根据处理后的多边形网格构建CAD曲面；本发明还公开了一种用于实物模型的逆向成形***，所述用于实物模型的逆向成形***包括以下模块：扫描模块；点云转换模块；多边形处理模块；CAD曲面构建模块；本发明通过对实物模型精确的逆向成形，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求，达到了国际同类水平，填补了国内空白。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种用于实物模型的逆向成形方法及***。
背景技术
随着计算机技术的发展，CAD技术已经成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面；在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型，设计人员在将这些实物模型转化为CAD三维模型时遇到了难题。
发明内容
鉴于目前现有技术存在的不足，本发明提供一种用于实物模型的逆向成形方法及***，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求。
为实现上述目的，本发明的实施例采取以下技术方案：
一种用于实物模型的逆向成形方法，所述用于实物模型的逆向成形方法包括以下步骤：
扫描实物模型得到实物模型的点云信息；
将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
对转换得到的多边形网格进行技术处理；
根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
依照本发明的一个方面，所述扫描实物模型得到实物模型的点云信息具体为：对特殊类工件进行分片扫描得到局部点云，再通过***进行后期修复，将局部点云合并为一个完整的点云信息。
依照本发明的一个方面，所述将得到的点云信息转换为多边形网格模型具体为：通过封装将多个点云转换为一个多边形网格，由点云转换得到的多个多边形网格组成多边形网格模型。
依照本发明的一个方面，所述将得到的点云信息转换为多边形网格模型后执行以下步骤：在多边形网格上雕刻图形或文字；在多边形网格上根据雕刻的图形或文字进行多边形网格修改。
依照本发明的一个方面，所述使对转换得到的多边形网格进行技术处理包括以下步骤：精简多边形网格的数量；对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；对多边形网格进行完善化处理。
依照本发明的一个方面，所述精简多边形网格的数量包括以下步骤：对多边形网格模型进行曲面曲率计算生成轮廓线；通过调整将所述轮廓线转化成曲率分割线；在曲率分割线基础上创建多个曲率区域；精简曲率区域内的多边形网格数量。
依照本发明的一个方面，所述根据处理后的多边形网格构建CAD曲面包括以下步骤：将创建的各个曲率区域转换成局部CAD曲面；通过对曲率分割线的延伸，完成各个局部CAD曲面之间的连接；对各个局部CAD曲面进行拟合，得到最后的CAD曲面。
一种用于实物模型的逆向成形***，包括以下模块：
扫描模块，用于扫描实物模型得到点云信息；
点云转换模块，用于将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
多边形处理模块，用于对转换得到的多边形网格进行技术处理；
CAD曲面构建模块，用于根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
依照本发明的一个方面，所述用于实物模型的逆向成形***还包括以下模块:特征对齐模块，用于对特殊类工件分片扫描，并将局部点云合并为一个完整数据；雕刻模块，用于在多边形上雕刻图形或文字；修改模块，用于在多边形网格上根据雕刻的图形或文字进行多边形修改。
依照本发明的一个方面，精简模块，用于精简多边形网格数量；基本处理模块，用于对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；高级处理模块，用于对多边形网格进行完善化处理。
本发明实施的优点：本发明所述的用于实物模型的逆向成形方法，所述用于实物模型的逆向成形方法包括以下步骤：扫描实物模型得到实物模型的点云信息；将得到的点云信息转换为多边形网格模型；对转换得到的多边形网格进行技术处理；根据处理后的多边形网格构建CAD曲面；本发明面向逆向工程、快速成形和增材制造的专业化点云、网格处理平台，通过将扫描得到的点云转换为网格模型，应用独特算法快速精简多边形数量保形，提供各种修补、光顺及处理方法，进一步生成CAD模型，并进行曲面分析、检测等，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求，可用于产品设计、3D打印及增材制造、自适应精度检测、文物修复、VR\AR模型、大场景展示等领域，达到国际同类水平，填补了国内空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一所述的用于实物模型的逆向成形方法示意图；
图2是本发明实施例一中所述的多边形网格简化结果示意图；
图3是本发明实施例二所述的用于实物模型的逆向成形方法示意图；
图4是本发明所述的用于实物模型的逆向成形***示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1、图2所示，一种用于实物模型的逆向成形方法，所述包括用于实物模型的逆向成形方法以下步骤：
步骤S1：扫描实物模型得到实物模型的点云信息；
在实际应用中，可通过任何具有点云扫描功能的设备扫描实物模型，优选地,本实施例通过计算机扫描实物模型得到离散的点云信息图。
在实际应用中，点云信息是指在一个三维坐标***中的一组向量的集合。这些向量通常以X,Y,Z三维坐标的形式表示，而且一般主要用来代表一个物体的外表面形状。不经如此，除(X,Y,Z)代表的几何位置信息之外，点云数据还可以表示一个点的RGB颜色，灰度值，深度，分割结果等。
在实际应用中，扫描实物模型得到实物模型的点云信息具体为：对特殊类工件进行分片扫描得到局部点云，再通过***进行后期修复，将局部点云合并为一个完整的点云信息。
在实际应用中，实物模型可为任何具有实际形状的模型，优选地，本实施例实物模型为3D实物模型。
在实际应用中，特殊类工件为有多个曲面的复杂工件，需对各个曲面进行分区扫描，分别得到各区的点云信息后，通过***将各区的点云信息合并为完整的点云信息。
在实际应用中，得到点云信息后需对其进行整理和编辑。
步骤S2：将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
在实际应用中，将得到的点云信息转换为多边形网格模型具体为：通过封装将多个点云转换为一个多边形网格，由点云转换得到的多个多边形网格组成多边形网格模型。
在实际应用中，通过表面重建的方法将点云信息转化为网格模型，通过若干个多边形网格表达出实物模型的完整点云信息。
在本实施例中，多边形网格模型以3D网格模型为例。
在实际应用中，转换为多边形网格模型后需对其进行整理和编辑。
在实际应用中，多边形网格模型可由任何多边形网格组成，本实施例以三角形网格为例。
步骤S3：对转换得到的多边形网格进行技术处理；
在实际应用中，使对转换得到的多边形网格进行技术处理包括以下步骤：精简多边形网格的数量；对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；对多边形网格进行完善化处理。
在实际应用中，精简多边形网格的数量包括以下步骤：对多边形网格模型进行曲面曲率计算生成轮廓线；通过调整将所述轮廓线转化成曲率分割线；在曲率分割线基础上创建多个曲率区域；精简曲率区域内的多边形网格数量。
在实际应用中，对多边形网格进行规则化处理具体为通过填充孔、去除特征、网格医生、平面截面、砂纸、松弛实现多边形网格的规则化，使多边形网格表面变得更加光滑。
在实际应用中，对多边形网格进行完善化处理具体为使用填充孔命令修补丢失数据，用锐化向导还原模型的棱角，平面截面修剪多边形，创建基准将多边形网格对齐到世界坐标系。
在实际应用中，采用独特算法来创建曲率区域。
在实际应用中，独特算法具体包括以下步骤：
步骤S301：通过基于曲面曲率的计算，生成轮廓线并转化成曲率分割线；
在实际应用中，轮廓线根据曲面的曲率变化生成，表现了实物模型的轮廓。
在实际应用中，对轮廓线进行编辑转化成曲率分割线。
在实际应用中，曲率分割线有直线、曲线和圆形三种形式。
在实际应用中，曲率分割线对初始转换得到的多边形网格进行了分割。
在实际应用中，曲率分割线之间发生连接，连接处为曲率分割线交点。
在实际应用中，曲率分割线交点依附于曲率分割线自动生成：如果捕捉在已有曲率分割线上的非端点位置，则会自动分割曲率分割线，并生成一个交点；如果捕捉在已有曲率分割线上的端点位置，如果该端点已有一个交点，则依附在该交点；如果没有，则自动生成一个交点。
在实际应用中，曲率分割线如果未与其他分割线相交，则其端点为孤立端点。
在实际应用中，可根据实际需要自定义创建曲率分割线，创建的曲率分割线端点依次按优先级自动捕捉已经生成的曲率分割线交点、曲率分割线上的点和网格上的点。
步骤S302：对曲率分割线进行编辑，通过各种类型的夹点调整曲线的形状，形成分割区域；
在实际应用中，可通过调整曲率分割线交点调整曲率分割线的形状。
在实际应用中，可通过调整孤立端点调整曲率分割线的位置。
在实际应用中，如果曲率分割线为曲线，在曲线上设有中间夹点，可通过调整中间夹点调整曲率分割线的形状。
在实际应用中，可将不为直线的曲率分割线转为直线。
在实际应用中，调整后的曲率分割线分割了初始网格，形成了分割区域。
步骤S303：通过参照平面，解决得到的网格表面起伏不平的情况；
在实际应用中，参照平面是一个虚拟平面，生成的曲率分割线都会投影到参照平面上，保证网格表面的平整。
步骤S304：如果曲率分割线不在平面上，通过添加共面约束进行调整；
在实际应用中，先拾取曲率分割线再选择约束方式；约束方式包括自适应方式和俯视、前视、左视方式。
在实际应用中，自适应方式为根据所选择曲率分割线端点，自动拟合出一个平面，所有曲率分割线及曲率分割线交点会投影到该平面上。
在实际应用中，俯视、前视、左视方式为根据WCS的俯视、前视、左视方向的法矢，自动算出所选曲率分割线的中心点构建一个平面，所有曲率分割线及曲率分割线交点会投影到该平面上。
步骤S305：在在曲率分割线基础上，创建曲率区域；
在实际应用中，依次拾取曲率分割线，自动搜索可能形成的区域，同时根据视向判断区域的法矢方向。
在实际应用中，同一曲率分割线可能是两个相邻曲率区域上的边界线，如果不是想要的区域，可以继续添加曲率分割线，直至生成想要的区域。
在实际应用中，如果拾取的是开放的曲率分割线(即端点不为曲率分割线交点)，则提示不能生成。
在实际应用中，在多边形网格模型上创建多个曲率区域,之间通过曲率分割线划分。
在实际应用中，确定创建的曲率区域后，对选定的曲率区域内的多边形网格数量进行精简，并输出简化结果。
在实际应用中，可手动选择多边形网格数量精简比例，精简多边形网格数量不影响曲面的形状和细节。
在实际应用中，可选择清空所有区域，删除所有曲率区域。
在实际应用中，可以设置离散精度，控制曲率分割线的离散段数，需控制不同曲率分割线的离散段数一致，才能保证曲率分割线的完整性。
在实际应用中，精简完多边形网格数量后，通过填充孔、去除特征、网格医生、平面截面、砂纸、松弛实现多边形的规则化，使多边形表面变得更加光滑。
在实际应用中，填充孔的作用为探测并填补多边形模型的孔洞；去除特征的作用为删除选择的三角形并填充产生的孔；网格医生的作用为自动修复多边形网格内的缺陷；松弛/砂纸的作用为最大限度减少单独多边形间的角度。
在实际应用中，实现多边形的规则化，使多边形表面变得更加光滑能为后续构建CAD曲面打下基础。
在实际应用中，实现上述步骤后，通过使用填充孔命令修补丢失数据，用锐化向导还原模型的棱角，平面截面修剪多边形，创建基准将多边形对齐到世界坐标系进一步完善处理多边形网格模型。
步骤S4：根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
在实际应用中，根据处理后的多边形网格构建CAD曲面包括以下步骤：将创建的各个曲率区域转换成局部CAD曲面；通过对曲率分割线的延伸，完成各个局部CAD曲面之间的连接；对各个局部CAD曲面进行拟合，得到最后的CAD曲面。
在实际应用中，将每个之前创建的曲率区域都分别转化为CAD曲面，由于之前对区域内的多边形网格做了一系列处理，所以这个转化过程十分迅速和简便。
在实际应用中，将曲率分割线延伸使各个CAD曲面相交，便于拟合生成整体CAD曲面。
在实际应用中，对各个曲面进行拟合可采用双三次曲面法或最小二乘法。
本实施例提供了一种用于实物模型的逆向成形方法，通过将扫描得到的点云转换为网格模型，应用独特算法快速精简多边形数量保形，提供各种修补、光顺及处理方法，进一步生成CAD模型，并进行曲面分析、检测等，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求，可用于产品设计、3D打印及增材制造、自适应精度检测、文物修复、VR\AR模型、大场景展示等领域，达到国际同类水平，填补了国内空白。
实施例二
如图2、图3所示一种用于实物模型的逆向成形方法，所述包括用于实物模型的逆向成形方法以下步骤：
步骤S1：扫描实物模型得到实物模型的点云信息；
在实际应用中，可通过任何具有点云扫描功能的设备扫描实物模型，优选地,本实施例通过计算机扫描实物模型得到离散的点云信息图。
在实际应用中，点云信息是指在一个三维坐标***中的一组向量的集合。这些向量通常以X,Y,Z三维坐标的形式表示，而且一般主要用来代表一个物体的外表面形状。不经如此，除(X,Y,Z)代表的几何位置信息之外，点云数据还可以表示一个点的RGB颜色，灰度值，深度，分割结果等。
在实际应用中，扫描实物模型得到实物模型的点云信息具体为：对特殊类工件进行分片扫描得到局部点云，再通过***进行后期修复，将局部点云合并为一个完整的点云信息。
在实际应用中，实物模型可为任何具有实际形状的模型，优选地，本实施例实物模型为3D实物模型。
在实际应用中，特殊类工件为有多个曲面的复杂工件，需对各个曲面进行分区扫描，分别得到各区的点云信息后，通过***将各区的点云信息合并为完整的点云信息。
在实际应用中，得到点云信息后需对其进行整理和编辑。
步骤S2：将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
在实际应用中，将得到的点云信息转换为多边形网格模型具体为：通过封装将多个点云转换为一个多边形网格，由点云转换得到的多个多边形网格组成多边形网格模型。
在实际应用中，通过表面重建的方法将点云信息转化为网格模型，通过若干个多边形网格表达出实物模型的完整点云信息。
在本实施例中，多边形网格模型以3D网格模型为例。
在实际应用中，转换为多边形网格模型后需对其进行整理和编辑。
在实际应用中，多边形网格模型可由任何多边形网格组成，本实施例以三角形网格为例。
步骤S3：在多边形网格上雕刻图形或文字；
在实际应用中，通过在多边形网格上雕刻图形或文字，记录多边形网格需要进行的调整信息。
步骤S4：在多边形网格上根据雕刻的图像文件进行多边形网格修改；
在实际应用中，根据记录的多边形网格需要进行的调整信息对多边形网格进行修改。
步骤S5：对转换得到的多边形网格进行技术处理；
在实际应用中，使对转换得到的多边形网格进行技术处理包括以下步骤：精简多边形网格的数量；对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；对多边形网格进行完善化处理。
在实际应用中，精简多边形网格的数量包括以下步骤：对多边形网格模型进行曲面曲率计算生成轮廓线；通过调整将所述轮廓线转化成曲率分割线；在曲率分割线基础上创建多个曲率区域；精简曲率区域内的多边形网格数量。
在实际应用中，对多边形网格进行规则化处理具体为通过填充孔、去除特征、网格医生、平面截面、砂纸、松弛实现多边形网格的规则化，使多边形网格表面变得更加光滑。
在实际应用中，对多边形网格进行完善化处理具体为使用填充孔命令修补丢失数据，用锐化向导还原模型的棱角，平面截面修剪多边形，创建基准将多边形网格对齐到世界坐标系。
在实际应用中，采用独特算法来创建曲率区域。
在实际应用中，独特算法具体包括以下步骤：
步骤S501：通过基于曲面曲率的计算，生成轮廓线并转化成曲率分割线；
在实际应用中，轮廓线根据曲面的曲率变化生成，表现了实物模型的轮廓。
在实际应用中，对轮廓线进行编辑转化成曲率分割线。
在实际应用中，曲率分割线有直线、曲线和圆形三种形式。
在实际应用中，曲率分割线对初始转换得到的多边形网格进行了分割。
在实际应用中，曲率分割线之间发生连接，连接处为曲率分割线交点。
在实际应用中，曲率分割线交点依附于曲率分割线自动生成：如果捕捉在已有曲率分割线上的非端点位置，则会自动分割曲率分割线，并生成一个交点；如果捕捉在已有曲率分割线上的端点位置，如果该端点已有一个交点，则依附在该交点；如果没有，则自动生成一个交点。
在实际应用中，曲率分割线如果未与其他分割线相交，则其端点为孤立端点。
在实际应用中，可根据实际需要自定义创建曲率分割线，创建的曲率分割线端点依次按优先级自动捕捉已经生成的曲率分割线交点、曲率分割线上的点和网格上的点。
步骤S502：对曲率分割线进行编辑，通过各种类型的夹点调整曲线的形状，形成分割区域；
在实际应用中，可通过调整曲率分割线交点调整曲率分割线的形状。
在实际应用中，可通过调整孤立端点调整曲率分割线的位置。
在实际应用中，如果曲率分割线为曲线，在曲线上设有中间夹点，可通过调整中间夹点调整曲率分割线的形状。
在实际应用中，可将不为直线的曲率分割线转为直线。
在实际应用中，调整后的曲率分割线分割了初始网格，形成了分割区域。
步骤S503：通过参照平面，解决得到的网格表面起伏不平的情况；
在实际应用中，参照平面是一个虚拟平面，生成的曲率分割线都会投影到参照平面上，保证网格表面的平整。
步骤S504：如果曲率分割线不在平面上，通过添加共面约束进行调整；
在实际应用中，先拾取曲率分割线再选择约束方式；约束方式包括自适应方式和俯视、前视、左视方式。
在实际应用中，自适应方式为根据所选择曲率分割线端点，自动拟合出一个平面，所有曲率分割线及曲率分割线交点会投影到该平面上。
在实际应用中，俯视、前视、左视方式为根据WCS的俯视、前视、左视方向的法矢，自动算出所选曲率分割线的中心点构建一个平面，所有曲率分割线及曲率分割线交点会投影到该平面上。
步骤S505：创建或删除曲率区域；
在实际应用中，依次拾取曲率分割线，自动搜索可能形成的区域，同时根据视向判断区域的法矢方向。
在实际应用中，同一曲率分割线可能是两个相邻曲率区域上的边界线，如果不是想要的区域，可以继续添加曲率分割线，直至生成想要的区域。
在实际应用中，如果拾取的是开放的曲率分割线(即端点不为曲率分割线交点)，则提示不能生成。
在实际应用中，在多边形网格模型上创建多个曲率区域,之间通过曲率分割线划分。
在实际应用中，确定创建的曲率区域后，对选定的曲率区域内的多边形网格数量进行精简，并输出简化结果。
在实际应用中，可手动选择多边形网格数量精简比例，精简多边形网格数量不影响曲面的形状和细节。
在实际应用中，可选择清空所有区域，删除所有曲率区域。
在实际应用中，可以设置离散精度，控制曲率分割线的离散段数，需控制不同曲率分割线的离散段数一致。
在实际应用中，精简完多边形网格数量后，通过填充孔、去除特征、网格医生、平面截面、砂纸、松弛实现多边形的规则化，使多边形表面变得更加光滑。
在实际应用中，填充孔的作用为探测并填补多边形模型的孔洞；去除特征的作用为删除选择的三角形并填充产生的孔；网格医生的作用为自动修复多边形网格内的缺陷；松弛/砂纸的作用为最大限度减少单独多边形间的角度。
在实际应用中，实现多边形的规则化，使多边形表面变得更加光滑能为后续构建CAD曲面打下基础。
在实际应用中，实现上述步骤后，通过使用填充孔命令修补丢失数据，用锐化向导还原模型的棱角，平面截面修剪多边形，创建基准将多边形对齐到世界坐标系进一步完善处理多边形网格模型。
步骤S6：根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
在实际应用中，根据处理后的多边形网格构建CAD曲面包括以下步骤：将创建的各个曲率区域转换成局部CAD曲面；通过对曲率分割线的延伸，完成各个局部CAD曲面之间的连接；对各个局部CAD曲面进行拟合，得到最后的CAD曲面。
在实际应用中，将每个之前创建的曲率区域都分别转化为CAD曲面，由于之前对区域内的多边形网格做了一系列处理，所以这个转化过程十分迅速和简便。
在实际应用中，将曲率分割线延伸使各个CAD曲面相交，便于拟合生成整体CAD曲面。
在实际应用中，对各个曲面进行拟合可采用双三次曲面法或最小二乘法。
本实施例提供了一种用于实物模型的逆向成形方法，通过将扫描得到的点云转换为网格模型，应用独特算法快速精简多边形数量保形，提供各种修补、光顺及处理方法，进一步生成CAD模型，并进行曲面分析、检测等，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求，可用于产品设计、3D打印及增材制造、自适应精度检测、文物修复、VR\AR模型、大场景展示等领域，达到国际同类水平，填补了国内空白。
一种用于实物模型的逆向成形***实施例
如图4所示，一种用于实物模型的逆向成形***，所述用于实物模型的逆向成形***包括以下模块：
扫描模块1，用于扫描实物模型得到点云信息；
点云转换模块2，用于将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
多边形处理模块3，用于对转换得到的多边形网格进行技术处理；
CAD曲面构建模块4，用于根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
在实际应用中，用于实物模型的逆向成形***还包括以下模块:特征对齐模块5，用于对特殊类工件分片扫描，并将局部点云合并为一个完整数据；雕刻模块6，用于在多边形上雕刻图形或文字；修改模块7，用于在多边形网格上根据雕刻的图形或文字进行多边形修改。
在实际应用中，多边形处理模块包括以下模块：精简模块，用于通过独特算法精简多边形网格数量；基本处理模块，用于对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；高级处理模块，用于对多边形网格进行完善化处理。
在实际应用中，用于实物模型的逆向成形***可转换为快速模式，通过提供一系列向导式的功能，将点云处理简化为导入、网格化、自动补破孔、光顺、输出模型流程。
在实际应用中，快速模式包括功能区模块、模型管理器模块、图形显示区模块、立即菜单模块和状态栏模块。
本实施例提供了一种用于实物模型的逆向成形***，可处理数量巨大的点云和网格，能同时修补多环洞，具有独创的自动追踪网格简化及交互式网格简化快速成形功能，可以基于千万量级网格构建轻量级网格模型，并且作为平台支撑和集成到各种行业化解决方案中，同时可通过向导功能转换为快速模式，简化了操作，降低了使用门槛。
本发明实施的优点：本发明所述的用于实物模型的逆向成形方法，所述用于实物模型的逆向成形方法包括以下步骤：扫描实物模型得到实物模型的点云信息；将得到的点云信息转换为多边形网格模型；对转换得到的多边形网格进行技术处理；根据处理后的多边形网格构建CAD曲面；本发明面向逆向工程、快速成形和增材制造的专业化点云、网格处理平台，通过将扫描得到的点云转换为网格模型，应用独特算法快速精简多边形数量保形，提供各种修补、光顺及处理方法，进一步生成CAD模型，并进行曲面分析、检测等，能满足高精度和严格的逆向工程和产品设计要求，可用于产品设计、3D打印及增材制造、自适应精度检测、文物修复、VR\AR模型、大场景展示等领域，达到国际同类水平，填补了国内空白。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述用于实物模型的逆向成形方法包括以下步骤：
扫描实物模型得到实物模型的点云信息；
将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
对转换得到的多边形网格进行技术处理；
根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
2.根据权利要求1所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述扫描实物模型得到实物模型的点云信息具体为：对特殊类工件进行分片扫描得到局部点云，再通过***进行后期修复，将局部点云合并为一个完整的点云信息。
3.根据权利要求2所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述将得到的点云信息转换为多边形网格模型具体为：通过封装将多个点云转换为一个多边形网格，由点云转换得到的多个多边形网格组成多边形网格模型。
4.根据权利要求1所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述将得到的点云信息转换为多边形网格模型后执行以下步骤：在多边形网格上雕刻图形或文字；在多边形网格上根据雕刻的图形或文字进行多边形网格修改。
5.根据权利要求1所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述使对转换得到的多边形网格进行技术处理包括以下步骤：精简多边形网格的数量；对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；对多边形网格进行完善化处理。
6.根据权利要求5所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述精简多边形网格的数量包括以下步骤：对多边形网格模型进行曲面曲率计算生成轮廓线；通过调整将所述轮廓线转化成曲率分割线；在曲率分割线基础上创建多个曲率区域；精简曲率区域内的多边形网格数量。
7.根据权利要求6所述的用于实物模型的逆向成形方法，其特征在于，所述根据处理后的多边形网格构建CAD曲面包括以下步骤：将创建的各个曲率区域转换成局部CAD曲面；通过对曲率分割线的延伸，完成各个局部CAD曲面之间的连接；对各个局部CAD曲面进行拟合，得到最后的CAD曲面。
8.一种用于实物模型的逆向成形***，其特征在于，包括以下模块：
扫描模块，用于扫描实物模型得到点云信息；
点云转换模块，用于将得到的点云信息转换为多边形网格模型；
多边形处理模块，用于对转换得到的多边形网格进行技术处理；
CAD曲面构建模块，用于根据处理后的多边形网格构建CAD曲面。
9.根据根据权利要求8所述的用于实物模型的逆向成形***，其特征在于，所述实物模型逆向成形***还包括以下模块:特征对齐模块，用于对特殊类工件分片扫描，并将局部点云合并为一个完整数据；雕刻模块，用于在多边形上雕刻图形或文字；修改模块，用于在多边形网格上根据雕刻的图形或文字进行多边形修改。
10.根据根据权利要求9所述的用于实物模型的逆向成形***，其特征在于，所述多边形处理模块包括以下模块：精简模块，用于精简多边形网格数量；基本处理模块，用于对多边形网格进行规则化处理，使多边形网格表面变得更加光滑；高级处理模块，用于对多边形网格进行完善化处理。
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| CN114260902A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-01 | 山东中科先进技术研究院有限公司 | 一种基于3d扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及*** |
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