CATIA点云处理模块详解DigitizedShapeEditor.ppt

第1頁,第2頁,Digitized Shape Editor (点群造形编辑),第3頁,内容大纲:,1.课程表 2.逆向工程简介 3.环境介绍 4.指令介绍 4-1.点数据汇入汇出,过滤 4-2.点资料修剪 4-3.点数据对齐与合并 4-3-1.点数据与点数据对齐 4-3-2.点资料对齐曲面 (Align with Surface) 4-3-3.合并点数据 (Merging Cloud of Points) 4-4.断面线,4-1-1. 汇入汇出点数据 4-1-2. 过滤点数据,4-4-1.点群断面 (Cutting a Cloud by Planar Sections) 4-4-2.投影(Projecting Curves on Clouds) 4-5.建立曲线 4-5-1.空间曲线 (Creating Free Form Curves in Space) 4-5-2.平面曲线(Curves on Plane) 4-5-3.从扫描产生曲线(Curves from Scans) 4-6建立三角曲面 4-7.曲面接合与平行 4-7-1.合并三角曲面(Merging Tessellations) 4-7-2.平行三角曲面 4-8.距离分析 4.9显示方式,第4頁,1.课程表,第5頁,2.逆向工程简介,逆向工程就是根据现有的实体，量测其外形坐标，再根据量测所得的点坐标数据建构物体的曲面模型。建构曲面模型通常有两种: 第一种:使用点数据为基准,找出其近似曲线,再使用其曲线重新建构曲面,建立新的模型. 第二种:直接使用点数据,直接铺成网格的三角曲面. 一旦有了三维的几何模型后，就能方便应用于CNC加工或快速成型等制造!,第6頁,如何进入DSE模块,1)Start,2)Shape,3)Digitized Shape Editor,我们也可以选择Icon来选择模块,操作步骤:,3.环境介绍,第7頁,标准工具列,下拉式选单,PART 的结构树,特征(Fertures),罗盘(Compass),逆向工具列,3.环境介绍,第8頁,插入选单(Insert),工具列(Tools),逆向工具列,窗口(View),点编辑,建立Scan4,建立曲线,合并,对齐,距离分析,三角曲面,3.环境介绍,第9頁,4-1.点数据汇入汇出,过滤,选择点数据文件可多选,Format:选择格式,统计资料选取盒,Sampling:汇入点数的百分比,Scale:比例调整,Unit:档案单位,显示统计数据,Preview:预览更新,支持的格式有,Replace:替代目前 的点资料,对话框功能说明,点数据不能直接从档案开启或储存,必须使用汇入汇出功能,将点群输入输出.,4.指令介绍,第10頁,4-1-1.,1)首先点选 出现对话框,如图1,2)按 选择点群可同时按Ctrl键复选,如图2,3)按预览,4)按 完成,图1,图2,此功能将点数据汇入CATIA中,汇入时可在对话框设定读入点数的百分比(Sampling),比例(Scale),单位(Unit)等等. 操作方法:,4.指令介绍,第11頁,Asc,Atos,Iges,Stl,More钮,选择More钮后依格式不同的选项不同如下说明,选项如下,格式,4.指令介绍,第12頁,输出点数据,范例,此功能可作为转文件之用,可输出Ascii free,Stl或CATIA 逆向CGO格式等等 这个功能非常简单使用,只要选择要汇出的点群或Scan即可 操作方法如下:,1)点选,2)选择点群,如图1,3)输入档名及选择格式完成,如图2,图1,图2,4)按存盘完成,4.指令介绍,第13頁,范例,同样的方式可以汇出Scan特征的点数据,1)点选,2)选择点群,如图1,3)输入档名及格式,如图2,Scan的输出,图3,图1,4)按存盘完成,操作方法,4.指令介绍,第14頁,将三角曲面,汇出为Stl文件或其它格式的点数据,2)选择曲面 Cloud Tessellation.1 如图1,范例,3)输入档名及格式,如图2,三角曲面(tessellation)的输出,1)点选按,图1,图2,操作方法,4.指令介绍,第15頁,球体过滤(Filtering by sphere),1)点选 过滤器,2)选择点数据,如图1,3)选取过滤型式:Homogeneous,如图2,4)出现绿色球体,表示滤球大小,如图3,5)完成,如图4,操作方法,图1,Homogeneous型式后的值为滤球半径固定这个半径过滤,在圆球范围内的点则滤除,图2,图3,图4,4.指令介绍,第16頁,调整性过滤(Adaptative filtering),范例,1)点选 过滤器,2)选择点数据,如图1,3)选取过滤型式:Adaptative filtering,如图2,4)调整弦高.,5) 完成,操作方法,Adaptative型式后的值为,区域性的弦高长,在这范围内最大的弦长作为过滤半径.,图1,图2,图3,4.指令介绍,第17頁,4-1-2.过滤点数据,范例,有时点数据太密集,或点数据疏密不均,此功能可将点数据过滤,可用于移除或隐藏过多的点以加快显示的速度,也可以让点数据较均匀.,1)点选 过滤器,2)选择点数据,如图1,对话框说明: 过滤型式(Filter type) Filtering by sphere:以一个球体的半径作为过滤的范围 Adaptative filtering:设定一个区域性的弦高为过滤半径,输出(Output) 移除或隐藏选取盒:点选则删除过滤的点数据,3)选择过滤型式,如图2,图1,图2,操作方法,4.指令介绍,第18頁,范例,保留移除部分点数据,1) 作动点,2)选择(Selection ):点选 Pick 如图1,3)我们可以在level中选择我们所要 的对象型式,4)选取要保留的点数据,Point: 单选一点,Scan/Grid: 选Scan的格点,Digit(element of a cloud): 选择一个点群,法一:使用点选的方式,Cloud (global cloud): 选取所有的点群数据,4-2.点资料修剪,操作方法,修剪点数据可使用点选,框选,多边型等等的不同方式来作编修.如下,图1,4.指令介绍,第19頁,范例,1)点选,2)选择(Selection ):点选 Trap如图1,3)圈选型式(Trap type):,法二:使用框选的方式,5)框选(Rectangular),4)选取保留内(Inside)或外(Outside),5)多边形选取(Polygonal),图1,操作方法,4.指令介绍,第20頁,选取后未按ok可钮时,可调整多边形的范围,框选完后可,按对话框的 钮继续选择下一个范围,选择交换钮 反向选择,补充说明,4.指令介绍,第21頁,点数据与点数据对齐(Aligning Clouds),1)选择搬移点群,如图1,2)选择基准点群,3)选择搬移点群的基准,如图2,4)选择基准点群的基准,如图3,5)选Yes完成,如图4,范例,4-3.点数据对齐与合并,操作方法,图1,图2,大型的物体或较复杂的模型,往往没有办法一次量测完成,必需部分量测,所得的点群是分散的且没对齐,这时就需要对齐功能.,搬移点群,基准,图3,图4,4.指令介绍,第22頁,4-3-2.点资料对齐曲面(Align with Surface),范例,1)选取点数据,如图1,2)选取平面或曲面两次,如图2,3)选择点群作为基准,如图3,4)按Yes完成,如图4,操作方法,将点群对齐曲面或平面,图1,图2,图3,图4,4.指令介绍,第23頁,4-3-3.合并点数据(Merging Cloud of Points),1)点选 出现对话框,如图1,2)选取需合并的点群,如图2,3)按OK钮点群为一体,如图3,范例,将多个点群的特征,合并成为一个,操作方法,图1,图2,图3,4.指令介绍,第24頁,4-4-1.点群断面(Cutting a Cloud by Planar Sections),Number:输入切面的数目 Infinite:切整个点群 Step: 输入两个切面的距离,Swap: 改变切面的方向,Fixed Step: 固定两个切面的距离 Number:设定固定切面数,Influence Area (切面的厚度)系统会自动计算在这个厚度内的点交于切平面上,Scans Distinct:每条Scans独立 Grouped into one element: 切面出scan为一个物件,Limitation,曲线限制切面的位置,定义切面方向:使 用yz,xz,xy,罗盘, 工作面,曲线上等,此功能用于建立点群的断面,所得的断面Scans还是一个点群资料;可使用点群修剪的功能继续编修,并且可使用Curve from scans将scans转为曲线(Curve),再使用这些曲线建立我们的模型.,对话框说明,4.指令介绍,第25頁,3)定义切面的方向,如图2,1)点选,2)选取点群,如图1,选,选,选,方法一:使用坐标系,范例,操作方法:,4)选择不同的方向,所切割的方向如下:,图1,图2,4.指令介绍,第26頁,1)点选,2)选取点群,如图1,4)选取工作平面,如图2,方法二:使用工作平面,方法三:使用罗盘,1)点选,2)选取点群,如下图,3)选取对话框,4)选取拖拉罗盘即可改变切面方向,操作方法:,3)选取对话框平面,图1,图2,4.指令介绍,第27頁,方法四:使用曲线限制,1)点选,2)选取点群,如图1,范例,3)按对话框 ,此时Limitation会开起,如图2,4)为了方便选取将点数据隐藏,5)选取曲线两次,如图3,6)再选另一条曲线限制,如图4,7)按预览,如图5,8)按OK完成,如图6,图1,图2,图3,图4,图5,图6,操作方法:,4.指令介绍,第28頁,固定(Fix):间距(step),拖拉箭头,间距,切面数,固定(Fix):切线数(Number),补充说明,4.指令介绍,第29頁,选取对话框无界线 (Infinite)选取盒,每个断面(Section)为独立特征,断面(Section)成为一个对象,4.指令介绍,第30頁,4-4-2.投影(Projecting Curves on Clouds),范例,1)点选,2)选取曲线,如图 1,4)设定方向,如图2,3)选取点群,5)设定点数及工作距离,如图3,7) 完成,如图5,6) 预览,如图4,图1,图2,操作方法,图3,图4,图5,4.指令介绍,第31頁,4-5.建立曲线,4-5-1.空间曲线(Creating Free Form Curves in Space),三种模式,通过点(Through Point):,通过点建立曲线,它是由多个弧线连接而成., 在对话框中 Order 代表两点间曲线的控制点点数,如图3. Number of arcs为曲线段数目.如图2,操作方法:,1)点选 2)点选通过点,如图1 3)按OK 完成,Digitized Shape Editor 模块中提供了三种建立曲线的方式,第一种是空间曲线(Curve in Space) ,第二种是平面曲线(Curve on Plane),第三种是 将Scans转换成近似曲线(Cureve from Scans).,空间曲线的画法可以设定通过点,控制点,接近点等方式,来绘制说明如下:,图2,图3,图1,分断点,4.指令介绍,第32頁,接近点(Near Point):,使用一个单一曲线绘制,控制点(Control Point):,使用控制点绘制曲线,只有头尾通过多边型,其余只做控制曲线形状之用,若点数超过6点,这个曲线会以多段曲线绘制曲线,如图2,图1.为四个控制点之曲线,图2.为8个控制点,分断点,少于6个控制点无分断点,如图1,Order(max):为控制点的最多点数,若我们所设的控制点大于order则以降阶处理.,Mono arc:为单一条曲线绘制,此值不可更改,图1.为四个控制点,图2.为6个控制点,图3.因Max 为4所以得到四个控制点的三阶曲线.,4.指令介绍,第33頁,闭合(Closure): Curve Mode 点选 则增加一点与起点相同 可以建立封闭的曲线,如图1,说明,曲线模式(Curve Mode)选项,Display 选项,秀出曲线分析,如图2,秀出控制点与曲线最近距离,只有在接近点(Near Point)模式才可使用,如图3,图3,图2,图1,4.指令介绍,第34頁,4-5-2.平面曲线(Curves on Plane),建立一个平面的曲线,使用方式与空间曲线相同.,操作方法:,1)点选,2)使用3D罗盘做为建立的平面或选 择一个工作平面来绘制曲线,说明,设定为对称钮,图1. 未设定对称,图2. 点选对称,图3. 网格线隐藏(Hide),图4. Shows Grid,网格线开关钮 表示最大的范围,4.指令介绍,第35頁,范例,4-5-3.从扫描产生曲线(Curves from Scans),可将假想的暂时性的Scans转换成曲线.,1) 点选 出现对话框,如图1,操作方法:,2) 选择Scans Curve可复选 ,即出现绿色预览曲线,并会显示此Scans 曲线内的点数据之间的最大距离与最小距离.如图2,图1,图2,3) 调整精度,减少点之间的距离,调整为Accuracy=0.293,如图3 可看到调整后的情形.,图3,4)按OK完成,如图4,结构树增加3条曲线.,图4,4.指令介绍,第36頁,说明,圆滑(Smoothing): 用圆滑的方式来近似于这个scans ,此法较为圆滑,但误差较大,如图1,内插法(Interpolation):利用内插法的方式近视Scans,此选项较为精准,但阶数高,需较多内存,如图2,图1,图2,分开角度(Split Angle):此角为两条曲线的补角,如图3;在这个角度内就将曲线分断,图3,图4 角为90度时,图5角度为60时,4.指令介绍,第37頁,3.6建立三角曲面工具,在点群编辑器的模块中所建立出来的曲面为三角曲面,此法是将点群数据的点与点连接,铺成的三角面,所以点的多寡与精度与会影响曲面的质量,此Tessellation特征可以输出为STL格式,操作方法,1)点选 Tessellate,出现对话框,如图1,建立三角曲面(Tessellating a Cloud of Points),图1,2)选择点群,如图2,图2,3)调整连接距离,绿色球体可知连接三角 面的范围,并且可以点选点群改变绿色球的位置,方便决定连接距离.如图3,4)预览,5)OK完成,如图4,图3,图4,范例,4.指令介绍,第38頁,说明,按应用(Apply)预览时,显示方式有两种如下,图1.三角形(Triangles),图2.着色(Shading),连接模式:,自动:自动做三角曲面连接,且可以重复连接三角面以保持外型的正确性.,手动:找最近的边界连接,所以有时会连接不当,但不会有重复的三角面.,4.指令介绍,第39頁,3.7 合并与平行三角曲面,范例,目前三角曲面的编辑功能有,合并与平行,说明如下,4-7-1.合并三角曲面(Merging Tessellations),