CATIA點(diǎn)云處理模塊詳解DigitizedShapeEditor.ppt

第1頁(yè),第2頁(yè),Digitized Shape Editor (點(diǎn)群造形編輯),第3頁(yè),內(nèi)容大綱:,1.課程表 2.逆向工程簡(jiǎn)介 3.環(huán)境介紹 4.指令介紹 4-1.點(diǎn)數(shù)據(jù)匯入?yún)R出,過濾 4-2.點(diǎn)資料修剪 4-3.點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊與合并 4-3-1.點(diǎn)數(shù)據(jù)與點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊 4-3-2.點(diǎn)資料對(duì)齊曲面 (Align with Surface) 4-3-3.合并點(diǎn)數(shù)據(jù) (Merging Cloud of Points) 4-4.斷面線,4-1-1. 匯入?yún)R出點(diǎn)數(shù)據(jù) 4-1-2. 過濾點(diǎn)數(shù)據(jù),4-4-1.點(diǎn)群斷面 (Cutting a Cloud by Planar Sections) 4-4-2.投影(Projecting Curves on Clouds) 4-5.建立曲線 4-5-1.空間曲線 (Creating Free Form Curves in Space) 4-5-2.平面曲線(Curves on Plane) 4-5-3.從掃描產(chǎn)生曲線(Curves from Scans) 4-6建立三角曲面 4-7.曲面接合與平行 4-7-1.合并三角曲面(Merging Tessellations) 4-7-2.平行三角曲面 4-8.距離分析 4.9顯示方式,第4頁(yè),1.課程表,第5頁(yè),2.逆向工程簡(jiǎn)介,逆向工程就是根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)體，量測(cè)其外形坐標(biāo)，再根據(jù)量測(cè)所得的點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建構(gòu)物體的曲面模型。建構(gòu)曲面模型通常有兩種: 第一種:使用點(diǎn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),找出其近似曲線,再使用其曲線重新建構(gòu)曲面,建立新的模型. 第二種:直接使用點(diǎn)數(shù)據(jù),直接鋪成網(wǎng)格的三角曲面. 一旦有了三維的幾何模型后，就能方便應(yīng)用于CNC加工或快速成型等制造!,第6頁(yè),如何進(jìn)入DSE模塊,1)Start,2)Shape,3)Digitized Shape Editor,我們也可以選擇Icon來選擇模塊,操作步驟:,3.環(huán)境介紹,第7頁(yè),標(biāo)準(zhǔn)工具列,下拉式選單,PART 的結(jié)構(gòu)樹,特征(Fertures),羅盤(Compass),逆向工具列,3.環(huán)境介紹,第8頁(yè),插入選單(Insert),工具列(Tools),逆向工具列,窗口(View),點(diǎn)編輯,建立Scan4,建立曲線,合并,對(duì)齊,距離分析,三角曲面,3.環(huán)境介紹,第9頁(yè),4-1.點(diǎn)數(shù)據(jù)匯入?yún)R出,過濾,選擇點(diǎn)數(shù)據(jù)文件可多選,Format:選擇格式,統(tǒng)計(jì)資料選取盒,Sampling:匯入點(diǎn)數(shù)的百分比,Scale:比例調(diào)整,Unit:檔案單位,顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),Preview:預(yù)覽更新,支持的格式有,Replace:替代目前 的點(diǎn)資料,對(duì)話框功能說明,點(diǎn)數(shù)據(jù)不能直接從檔案開啟或儲(chǔ)存,必須使用匯入?yún)R出功能,將點(diǎn)群輸入輸出.,4.指令介紹,第10頁(yè),4-1-1.,1)首先點(diǎn)選 出現(xiàn)對(duì)話框,如圖1,2)按 選擇點(diǎn)群可同時(shí)按Ctrl鍵復(fù)選,如圖2,3)按預(yù)覽,4)按 完成,圖1,圖2,此功能將點(diǎn)數(shù)據(jù)匯入CATIA中,匯入時(shí)可在對(duì)話框設(shè)定讀入點(diǎn)數(shù)的百分比(Sampling),比例(Scale),單位(Unit)等等. 操作方法:,4.指令介紹,第11頁(yè),Asc,Atos,Iges,Stl,More鈕,選擇More鈕后依格式不同的選項(xiàng)不同如下說明,選項(xiàng)如下,格式,4.指令介紹,第12頁(yè),輸出點(diǎn)數(shù)據(jù),范例,此功能可作為轉(zhuǎn)文件之用,可輸出Ascii free,Stl或CATIA 逆向CGO格式等等 這個(gè)功能非常簡(jiǎn)單使用,只要選擇要匯出的點(diǎn)群或Scan即可 操作方法如下:,1)點(diǎn)選,2)選擇點(diǎn)群,如圖1,3)輸入檔名及選擇格式完成,如圖2,圖1,圖2,4)按存盤完成,4.指令介紹,第13頁(yè),范例,同樣的方式可以匯出Scan特征的點(diǎn)數(shù)據(jù),1)點(diǎn)選,2)選擇點(diǎn)群,如圖1,3)輸入檔名及格式,如圖2,Scan的輸出,圖3,圖1,4)按存盤完成,操作方法,4.指令介紹,第14頁(yè),將三角曲面,匯出為Stl文件或其它格式的點(diǎn)數(shù)據(jù),2)選擇曲面 Cloud Tessellation.1 如圖1,范例,3)輸入檔名及格式,如圖2,三角曲面(tessellation)的輸出,1)點(diǎn)選按,圖1,圖2,操作方法,4.指令介紹,第15頁(yè),球體過濾(Filtering by sphere),1)點(diǎn)選 過濾器,2)選擇點(diǎn)數(shù)據(jù),如圖1,3)選取過濾型式:Homogeneous,如圖2,4)出現(xiàn)綠色球體,表示濾球大小,如圖3,5)完成,如圖4,操作方法,圖1,Homogeneous型式后的值為濾球半徑固定這個(gè)半徑過濾,在圓球范圍內(nèi)的點(diǎn)則濾除,圖2,圖3,圖4,4.指令介紹,第16頁(yè),調(diào)整性過濾(Adaptative filtering),范例,1)點(diǎn)選 過濾器,2)選擇點(diǎn)數(shù)據(jù),如圖1,3)選取過濾型式:Adaptative filtering,如圖2,4)調(diào)整弦高.,5) 完成,操作方法,Adaptative型式后的值為,區(qū)域性的弦高長(zhǎng),在這范圍內(nèi)最大的弦長(zhǎng)作為過濾半徑.,圖1,圖2,圖3,4.指令介紹,第17頁(yè),4-1-2.過濾點(diǎn)數(shù)據(jù),范例,有時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)太密集,或點(diǎn)數(shù)據(jù)疏密不均,此功能可將點(diǎn)數(shù)據(jù)過濾,可用于移除或隱藏過多的點(diǎn)以加快顯示的速度,也可以讓點(diǎn)數(shù)據(jù)較均勻.,1)點(diǎn)選 過濾器,2)選擇點(diǎn)數(shù)據(jù),如圖1,對(duì)話框說明: 過濾型式(Filter type) Filtering by sphere:以一個(gè)球體的半徑作為過濾的范圍 Adaptative filtering:設(shè)定一個(gè)區(qū)域性的弦高為過濾半徑,輸出(Output) 移除或隱藏選取盒:點(diǎn)選則刪除過濾的點(diǎn)數(shù)據(jù),3)選擇過濾型式,如圖2,圖1,圖2,操作方法,4.指令介紹,第18頁(yè),范例,保留移除部分點(diǎn)數(shù)據(jù),1) 作動(dòng)點(diǎn),2)選擇(Selection ):點(diǎn)選 Pick 如圖1,3)我們可以在level中選擇我們所要 的對(duì)象型式,4)選取要保留的點(diǎn)數(shù)據(jù),Point: 單選一點(diǎn),Scan/Grid: 選Scan的格點(diǎn),Digit(element of a cloud): 選擇一個(gè)點(diǎn)群,法一:使用點(diǎn)選的方式,Cloud (global cloud): 選取所有的點(diǎn)群數(shù)據(jù),4-2.點(diǎn)資料修剪,操作方法,修剪點(diǎn)數(shù)據(jù)可使用點(diǎn)選,框選,多邊型等等的不同方式來作編修.如下,圖1,4.指令介紹,第19頁(yè),范例,1)點(diǎn)選,2)選擇(Selection ):點(diǎn)選 Trap如圖1,3)圈選型式(Trap type):,法二:使用框選的方式,5)框選(Rectangular),4)選取保留內(nèi)(Inside)或外(Outside),5)多邊形選取(Polygonal),圖1,操作方法,4.指令介紹,第20頁(yè),選取后未按ok可鈕時(shí),可調(diào)整多邊形的范圍,框選完后可,按對(duì)話框的 鈕繼續(xù)選擇下一個(gè)范圍,選擇交換鈕 反向選擇,補(bǔ)充說明,4.指令介紹,第21頁(yè),點(diǎn)數(shù)據(jù)與點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊(Aligning Clouds),1)選擇搬移點(diǎn)群,如圖1,2)選擇基準(zhǔn)點(diǎn)群,3)選擇搬移點(diǎn)群的基準(zhǔn),如圖2,4)選擇基準(zhǔn)點(diǎn)群的基準(zhǔn),如圖3,5)選Yes完成,如圖4,范例,4-3.點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊與合并,操作方法,圖1,圖2,大型的物體或較復(fù)雜的模型,往往沒有辦法一次量測(cè)完成,必需部分量測(cè),所得的點(diǎn)群是分散的且沒對(duì)齊,這時(shí)就需要對(duì)齊功能.,搬移點(diǎn)群,基準(zhǔn),圖3,圖4,4.指令介紹,第22頁(yè),4-3-2.點(diǎn)資料對(duì)齊曲面(Align with Surface),范例,1)選取點(diǎn)數(shù)據(jù),如圖1,2)選取平面或曲面兩次,如圖2,3)選擇點(diǎn)群作為基準(zhǔn),如圖3,4)按Yes完成,如圖4,操作方法,將點(diǎn)群對(duì)齊曲面或平面,圖1,圖2,圖3,圖4,4.指令介紹,第23頁(yè),4-3-3.合并點(diǎn)數(shù)據(jù)(Merging Cloud of Points),1)點(diǎn)選 出現(xiàn)對(duì)話框,如圖1,2)選取需合并的點(diǎn)群,如圖2,3)按OK鈕點(diǎn)群為一體,如圖3,范例,將多個(gè)點(diǎn)群的特征,合并成為一個(gè),操作方法,圖1,圖2,圖3,4.指令介紹,第24頁(yè),4-4-1.點(diǎn)群斷面(Cutting a Cloud by Planar Sections),Number:輸入切面的數(shù)目 Infinite:切整個(gè)點(diǎn)群 Step: 輸入兩個(gè)切面的距離,Swap: 改變切面的方向,Fixed Step: 固定兩個(gè)切面的距離 Number:設(shè)定固定切面數(shù),Influence Area (切面的厚度)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算在這個(gè)厚度內(nèi)的點(diǎn)交于切平面上,Scans Distinct:每條Scans獨(dú)立 Grouped into one element: 切面出scan為一個(gè)物件,Limitation,曲線限制切面的位置,定義切面方向:使 用yz,xz,xy,羅盤, 工作面,曲線上等,此功能用于建立點(diǎn)群的斷面,所得的斷面Scans還是一個(gè)點(diǎn)群資料;可使用點(diǎn)群修剪的功能繼續(xù)編修,并且可使用Curve from scans將scans轉(zhuǎn)為曲線(Curve),再使用這些曲線建立我們的模型.,對(duì)話框說明,4.指令介紹,第25頁(yè),3)定義切面的方向,如圖2,1)點(diǎn)選,2)選取點(diǎn)群,如圖1,選,選,選,方法一:使用坐標(biāo)系,范例,操作方法:,4)選擇不同的方向,所切割的方向如下:,圖1,圖2,4.指令介紹,第26頁(yè),1)點(diǎn)選,2)選取點(diǎn)群,如圖1,4)選取工作平面,如圖2,方法二:使用工作平面,方法三:使用羅盤,1)點(diǎn)選,2)選取點(diǎn)群,如下圖,3)選取對(duì)話框,4)選取拖拉羅盤即可改變切面方向,操作方法:,3)選取對(duì)話框平面,圖1,圖2,4.指令介紹,第27頁(yè),方法四:使用曲線限制,1)點(diǎn)選,2)選取點(diǎn)群,如圖1,范例,3)按對(duì)話框 ,此時(shí)Limitation會(huì)開起,如圖2,4)為了方便選取將點(diǎn)數(shù)據(jù)隱藏,5)選取曲線兩次,如圖3,6)再選另一條曲線限制,如圖4,7)按預(yù)覽,如圖5,8)按OK完成,如圖6,圖1,圖2,圖3,圖4,圖5,圖6,操作方法:,4.指令介紹,第28頁(yè),固定(Fix):間距(step),拖拉箭頭,間距,切面數(shù),固定(Fix):切線數(shù)(Number),補(bǔ)充說明,4.指令介紹,第29頁(yè),選取對(duì)話框無界線 (Infinite)選取盒,每個(gè)斷面(Section)為獨(dú)立特征,斷面(Section)成為一個(gè)對(duì)象,4.指令介紹,第30頁(yè),4-4-2.投影(Projecting Curves on Clouds),范例,1)點(diǎn)選,2)選取曲線,如圖 1,4)設(shè)定方向,如圖2,3)選取點(diǎn)群,5)設(shè)定點(diǎn)數(shù)及工作距離,如圖3,7) 完成,如圖5,6) 預(yù)覽,如圖4,圖1,圖2,操作方法,圖3,圖4,圖5,4.指令介紹,第31頁(yè),4-5.建立曲線,4-5-1.空間曲線(Creating Free Form Curves in Space),三種模式,通過點(diǎn)(Through Point):,通過點(diǎn)建立曲線,它是由多個(gè)弧線連接而成., 在對(duì)話框中 Order 代表兩點(diǎn)間曲線的控制點(diǎn)點(diǎn)數(shù),如圖3. Number of arcs為曲線段數(shù)目.如圖2,操作方法:,1)點(diǎn)選 2)點(diǎn)選通過點(diǎn),如圖1 3)按OK 完成,Digitized Shape Editor 模塊中提供了三種建立曲線的方式,第一種是空間曲線(Curve in Space) ,第二種是平面曲線(Curve on Plane),第三種是 將Scans轉(zhuǎn)換成近似曲線(Cureve from Scans).,空間曲線的畫法可以設(shè)定通過點(diǎn),控制點(diǎn),接近點(diǎn)等方式,來繪制說明如下:,圖2,圖3,圖1,分?jǐn)帱c(diǎn),4.指令介紹,第32頁(yè),接近點(diǎn)(Near Point):,使用一個(gè)單一曲線繪制,控制點(diǎn)(Control Point):,使用控制點(diǎn)繪制曲線,只有頭尾通過多邊型,其余只做控制曲線形狀之用,若點(diǎn)數(shù)超過6點(diǎn),這個(gè)曲線會(huì)以多段曲線繪制曲線,如圖2,圖1.為四個(gè)控制點(diǎn)之曲線,圖2.為8個(gè)控制點(diǎn),分?jǐn)帱c(diǎn),少于6個(gè)控制點(diǎn)無分?jǐn)帱c(diǎn),如圖1,Order(max):為控制點(diǎn)的最多點(diǎn)數(shù),若我們所設(shè)的控制點(diǎn)大于order則以降階處理.,Mono arc:為單一條曲線繪制,此值不可更改,圖1.為四個(gè)控制點(diǎn),圖2.為6個(gè)控制點(diǎn),圖3.因Max 為4所以得到四個(gè)控制點(diǎn)的三階曲線.,4.指令介紹,第33頁(yè),閉合(Closure): Curve Mode 點(diǎn)選 則增加一點(diǎn)與起點(diǎn)相同 可以建立封閉的曲線,如圖1,說明,曲線模式(Curve Mode)選項(xiàng),Display 選項(xiàng),秀出曲線分析,如圖2,秀出控制點(diǎn)與曲線最近距離,只有在接近點(diǎn)(Near Point)模式才可使用,如圖3,圖3,圖2,圖1,4.指令介紹,第34頁(yè),4-5-2.平面曲線(Curves on Plane),建立一個(gè)平面的曲線,使用方式與空間曲線相同.,操作方法:,1)點(diǎn)選,2)使用3D羅盤做為建立的平面或選 擇一個(gè)工作平面來繪制曲線,說明,設(shè)定為對(duì)稱鈕,圖1. 未設(shè)定對(duì)稱,圖2. 點(diǎn)選對(duì)稱,圖3. 網(wǎng)格線隱藏(Hide),圖4. Shows Grid,網(wǎng)格線開關(guān)鈕 表示最大的范圍,4.指令介紹,第35頁(yè),范例,4-5-3.從掃描產(chǎn)生曲線(Curves from Scans),可將假想的暫時(shí)性的Scans轉(zhuǎn)換成曲線.,1) 點(diǎn)選 出現(xiàn)對(duì)話框,如圖1,操作方法:,2) 選擇Scans Curve可復(fù)選 ,即出現(xiàn)綠色預(yù)覽曲線,并會(huì)顯示此Scans 曲線內(nèi)的點(diǎn)數(shù)據(jù)之間的最大距離與最小距離.如圖2,圖1,圖2,3) 調(diào)整精度,減少點(diǎn)之間的距離,調(diào)整為Accuracy=0.293,如圖3 可看到調(diào)整后的情形.,圖3,4)按OK完成,如圖4,結(jié)構(gòu)樹增加3條曲線.,圖4,4.指令介紹,第36頁(yè),說明,圓滑(Smoothing): 用圓滑的方式來近似于這個(gè)scans ,此法較為圓滑,但誤差較大,如圖1,內(nèi)插法(Interpolation):利用內(nèi)插法的方式近視Scans,此選項(xiàng)較為精準(zhǔn),但階數(shù)高,需較多內(nèi)存,如圖2,圖1,圖2,分開角度(Split Angle):此角為兩條曲線的補(bǔ)角,如圖3;在這個(gè)角度內(nèi)就將曲線分?jǐn)?圖3,圖4 角為90度時(shí),圖5角度為60時(shí),4.指令介紹,第37頁(yè),3.6建立三角曲面工具,在點(diǎn)群編輯器的模塊中所建立出來的曲面為三角曲面,此法是將點(diǎn)群數(shù)據(jù)的點(diǎn)與點(diǎn)連接,鋪成的三角面,所以點(diǎn)的多寡與精度與會(huì)影響曲面的質(zhì)量,此Tessellation特征可以輸出為STL格式,操作方法,1)點(diǎn)選 Tessellate,出現(xiàn)對(duì)話框,如圖1,建立三角曲面(Tessellating a Cloud of Points),圖1,2)選擇點(diǎn)群,如圖2,圖2,3)調(diào)整連接距離,綠色球體可知連接三角 面的范圍,并且可以點(diǎn)選點(diǎn)群改變綠色球的位置,方便決定連接距離.如圖3,4)預(yù)覽,5)OK完成,如圖4,圖3,圖4,范例,4.指令介紹,第38頁(yè),說明,按應(yīng)用(Apply)預(yù)覽時(shí),顯示方式有兩種如下,圖1.三角形(Triangles),圖2.著色(Shading),連接模式:,自動(dòng):自動(dòng)做三角曲面連接,且可以重復(fù)連接三角面以保持外型的正確性.,手動(dòng):找最近的邊界連接,所以有時(shí)會(huì)連接不當(dāng),但不會(huì)有重復(fù)的三角面.,4.指令介紹,第39頁(yè),3.7 合并與平行三角曲面,范例,目前三角曲面的編輯功能有,合并與平行,說明如下,4-7-1.合并三角曲面(Merging Tessellations),