Введение
Глава 1. Обратное проектирование. Теория. 4
1.1. Обратное проектирование. -4¬
1.2. Системы автоматизированного проектирования (САПР). -4-
1.3. Лазерные сканеры. Принцип работы. -5¬
1.3.1. Внешнее ориентирование трехмерной модели -9-
по опорным точкам.
1.4. Фотограмметрические 3й-сканеры. -11¬
1.5. Контактные 3й-сканеры -11¬
1.6. Виды представления трёхмерных данных в процессе обратного -12-
проектирования.
1.6.1. Облако точек. -12¬
1.6.2. Полигональная сетка. -14¬
1.6.3. Твердотельные модели -15¬
1.6.4. Nurbs-поверхности. -19-
Глава 2.Этапы обратного проектирования модели реально существующего объекта. -21¬
2.1. Сканирование объекта. -21¬
2.2. Обработка полигональной модели в Geomagic Wrap. -24-
2.3. Вписывание параметрических поверхностей в полигональную сетку для -30- построения твердотельной модели методом граничного представления (B- Rep).
Глава 3. Другие результаты обратного проектирования. -24¬
3.1. Построение модели по фотографиям. -36¬
3.2. Обработка полигональной сетки и построение параметрических -38-
поверхностей в Geomagic Wrap.
Заключение.
Список использованной литературы.
Приложение
За последние два столетия научно-технический прогресс совершил настолько большой скачок в качественном и количественном отношении, что это не могло не отразиться на развитии, способах и методах изучения и познания большинства научных дисциплин. Это также касается инженерной (прикладной) геодезии и наземной (прикладной) фотограмметрии, обеспечивающих различные сферы человеческой деятельности методами, техникой и организацией геодезических и фотограмметрических работ для решения инженерных и других задач. Одной из таких задач является обратное проектирование, которое представляет собой совокупность методов, способов и технических решений определения формы, размеров, конструкции, функционирования и иных характеристик объектов реального мира.
С развитием технологии, экономики и конкуренции в мире обратное проектирование становится передовым методом изучения объектов их структуры, конструкции и функционирования. Этот метод, используя современнейшие способы получения пространственной информации об объекте, позволяет вернуть утерянную или вовсе не существующую, всеобъемлющую информацию о предмете исследования. Использование этого метода для копирования продуктов в целях преуспевания в конкуренции, конечно, не приветствуется законом. Но основным положительным моментом использования обратного проектирования является не дублирование объекта, а его изучение с целью доработки и выпуска нового, более совершенного продукта. Совершенствование чего-либо на основе опыта прошлых лет всегда было, есть и будет основой научно-технического и любого другого прогресса. Поэтому совершенствование этого направления напрямую влечёт за собой развитие других наук и дисциплин.
Суть данной работы заключается в изучении методов обратного проектирования, определении способов создания трёхмерных моделей на основе данных трёхмерного сканирования разных видов.
Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- Изучить понятие обратного проектирования.
- Рассмотреть виды трёхмерного сканирования, их достоинства, недостатки, решаемые задачи и т.д.
- Проанализировать способы построения моделей по данным трёхмерного сканирования.
- Научится пользоваться теми функциями программного обеспечения, с помощью которых будет строиться трёхмерная модель.
- Построить модели объектов по данным полученным различными методами трёхмерного сканирования.
В данной работе были разобраны основные принципы обратного проектирования объектов, принципы работы трёхмерных сканирующих систем, способы и методики представления данных полученных трёхмерным сканированием. Были рассмотрены основные нюансы полигонального моделирования и создания твердотельной CAD модели на основе аппроксимации полигональной сетки параметрическими поверхностями в программном продукте Geomagic Wrap. Этим методом экспериментально была построена модель старых настольных тисков производства СССР по данным фотограмметрического сканирования, учебная горка №4 по фотографиям. Очевидно, что используя различные трёхмерные сканирующие системы, этим методом можно исследовать объекты самых разнообразных геометрических форм и размеров. Такое разнообразие объектов показывает, насколько широко может быть применима технология обратного проектирования.
