CATIA点云处理模块详解.pptx

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,第,#,頁,第,1,頁,第,2,頁,Digitized Shape Editor,(,點群造形編輯,),第,3,頁,內容大綱,:,1.,課程表,2.,逆向工程簡介,3.,環境介紹,4.,指令介紹,4-1.,點資料匯入匯出,過濾,4-2.,點資料修剪,4-3.,點資料對齊與合併,4-3-1.,點資料與點資料對齊,4-3-2.,點資料對齊曲面,(,Align with Surface),4-3-3.,合併點資料,(,Merging Cloud of Points),4-4.,斷面線,4-1-1.,匯入滙出點資料,4-1-2.,過濾點資料,4-4-1.,點群斷面,(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.,合併三角曲面,(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,1.,課程表,第,5,頁,2.,逆向工程簡介,逆向工程就是根據現有的實體，量測其外形座標，再根據量測所得的點座標資料建構物體的曲面模型。建構曲面模型通常有兩種,:,第一種,:,使用點資料為基準,找出其近似曲線,再使用其曲線重新建構曲面,建立新的模型,.,第二種,:,直接使用點資料,直接鋪成網格的三角曲面,.,一旦有了三維的幾何模型後，就能方便應用於,CNC,加工或快速成型等製造,!,第,6,頁,如何進入,DSE,模組,1)Start,2)Shape,3)Digitized Shape Editor,我們也可以選擇,Icon,來選擇模組,操作步驟,:,3.,環境介紹,第,7,頁,標準工具列,下拉式選單,PART,的結構樹,特徵,(Fertures),羅盤,(Compass),逆向工具列,3.,環境介紹,第,8,頁,插入選單,(Insert),工具列,(Tools),逆向工具列,視窗,(View),點編輯,建立,Scan4,建立曲線,合併,對齊,距離分析,三角曲面,3.,環境介紹,第,9,頁,4-1.,點資料匯入匯出,過濾,選擇點資料檔,可多選,Format:,選擇格式,統計資料選取盒,Sampling:,匯入點數的百分比,Scale:,比例調整,Unit:,檔案單位,顯示統計資料,Preview:,預覽更新,支援的格式有,Replace:,替代目前 的點資料,對話框功能說明,點資料不能直接從檔案開啟或儲存,必須使用匯入匯出功能,將點群輸入輸出,.,4.,指令介紹,第,10,頁,4-1-1.,輸入滙出點資料,1),首先點選 出現對話框,如圖,1,2),按 選擇點群可同時,按,Ctrl,鍵複選,如圖,2,3),按預覽,4),按 完成,圖,1,圖,2,此功能將點資料匯入,CATIA,中,匯入時可在對話框設定讀入點數的百分比,(Sampling),比例,(Scale),單位,(Unit),等等,.,操作方法,:,4.,指令介紹,第,11,頁,Asc,Atos,Iges,Stl,More,鈕,選擇,More,鈕後依格式不同的選項不同如下說明,選項如下,格式,4.,指令介紹,第,12,頁,輸出點資料,範例,此功能可作為轉檔之用,可輸出,Ascii free,Stl,或,CATIA,逆向,CGO,格式,等等,這個功能非常簡單使用,只要選擇要匯出的點群或,Scan,即可,操作方法如下,:,1),點選,2),選擇點群,如圖,1,3),輸入檔名及選擇格式完成,如圖,2,圖,1,圖,2,4),按存檔完成,4.,指令介紹,第,13,頁,範例,同樣的方式可以匯出,Scan,特徵的點資料,1),點選,2),選擇點群,如圖,1,3),輸入檔名及格式,如圖,2,Scan,的輸出,圖,3,圖,1,4),按存檔完成,操作方法,4.,指令介紹第,14,頁,將,三角曲面,匯出為,Stl,檔或其他格式的點資料,2),選擇曲面,Cloud Tessellation.1,如圖,1,範例,3),輸入檔名及格式,如圖,2,三角曲面,(tessellation),的輸出,1),點選按,圖,1,圖,2,操作方法,4.,指令介紹,第,15,頁,球體過濾,(F,iltering by sphere),1),點選 過濾器,2),選擇點資料,如圖,1,3),選取過濾型式,:H,omogeneous,如圖,2,4),出現,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,H,omogeneous,型式後的值為,濾球半徑,固定這個半徑過濾,在圓球範圍內的點則濾除,圖,2,圖,3,圖,4,4.,指令介紹,第,16,頁,調整性過濾,(,Adaptative filtering),範例,1),點選 過濾器,2),選擇點資料,如圖,1,3),選取過濾型式,:,Adaptative filtering,如圖,2,4),調整弦高,.,5),完成,操作方法,Adaptative,型式後的值為,區域性的弦高長,在這範圍內最大的弦長作為過濾半徑,.,圖,1,圖,2,圖,3,4.,指令介紹,第,17,頁,4-1-2.,過濾點資料,範例,有時點資料太密集,或點資料疏密不均,此功能可將點資料過濾,可用於移除或隱藏過多的點以加快顯示的速度,也可以讓點資料較均勻,.,1),點選 過濾器,2),選擇點資料,如圖,1,對話框說明,:,過濾型式,(Filter type),Filtering by sphere:,以一個球體的半徑作為過濾的範圍,Adaptative filtering:,設定一個區域性的弦高為過濾半徑,輸出,(Output),移除或隱藏選取盒,:,點選則刪除過濾的點資料,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,範例,保留移除部分點資料,1),作動點,2),選擇,(Selection):,點選,Pick,如圖,1,3),我們可以在,level,中選擇我們所要 的物件型式,4),選取要保留的點資料,Point:,單選一點,Scan/Grid:,選,Scan,的格點,Digit(,element of a cloud),:,選擇一個點群,法一,:,使用點選的方式,Cloud(global cloud):,選取所有的點群資料,4-2.,點資料修剪,操作方法,修剪點資料可使用點選,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,範例,1),點選,2),選擇,(Selection):,點選,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,(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,選取後未按,ok,可鈕時,可調整多邊形的範圍,框選完後可,按對話框的 鈕繼續選擇下一個範圍,選擇交換鈕 反向選擇,補充說明,4.,指令介紹,第,21,頁,點資料與點資料對齊,(,Aligning Clouds),1),選擇搬移點群,如圖,1,2),選擇基準點群,3),選擇搬移點群的基準,如圖,2,4),選擇基準點群的基準,如圖,3,5),選,Yes,完成,如圖,4,範例,4-3.,點資料對齊與合併,操作方法,圖,1,圖,2,大型的物體或較複雜的模型,往往沒有辦法一次量測完成,必需部分量測,所得的點群是分散的且沒對齊,這時就需要對齊功能,.,搬移點群,基準,圖,3,圖,4,4.,指令介紹,第,22,頁,4-3-2.,點資料對齊曲面,(,Align with Surface),範例,1),選取點資料,如圖,1,2),選取平面或曲面兩次,如圖,2,3),選擇點群作為基準,如圖,3,4),按,Yes,完成,如圖,4,操作方法,將點群對齊曲面或平面,圖,1,圖,2,圖,3,圖,4,4.,指令介紹,第,23,頁,4-3-3.,合併點資料,(Merging Cloud of Points),1),點選 出現對話框,如圖,1,2),選取需合併的點群,如圖,2,3),按,OK鈕點群為一體,如圖,3,範例,將多個點群的特徵,合併成為一個,操作方法,圖,1,圖,2,圖,3,4.,指令介紹,第,24,頁,4-4-1.,點群斷面,(Cutting a Cloud by Planar Sections),Number:,輸入切面的數目,Infinite:,切整個點群,Step:,輸入兩個切面的距離,Swap:,改變切面的方向,Fixed,Step:,固定兩個切面的距離,Number:,設定固定切面數,Influence Area,(,切面的厚度,),系統會自動計算在這個厚度內的點交於切平面上,Scans,Distinct:,每條,Scans,獨立,Grouped into one element,:,切面出,scan,為一個物件,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,此功能用於建立點群的斷面,所得的斷面,Scans,還是一個點群資料,;,可使用點群修剪的功能繼續編修,並且可使用,Curve from scans,將,scans,轉為曲線,(Curve),再使用這些曲線建立我們的模型,.,對話框說明,4.,指令介紹,第,25,頁,3),定義切面的方向,如圖,2,1),點選,2),選取點群,如圖,1,選,選,選,方法一,:,使用座標系,範例,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,1),點選,2),選取點群,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),點選,2),選取點群,如下圖,3),選取對話框,4),選取拖拉羅盤即可改變切面方向,操作方法,:,3),選取對話框平面,圖,1,圖,2,4.,指令介紹,第,27,頁,方法四,:,使用曲線限制,1),點選,2),選取點群,如圖,1,範例,3),按對話框,此時,Limitation,會開起,如圖,2,4),為了方便選取將點資料隱藏,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,固定,(Fix):,間距,(step),拖拉箭頭,間距,切面數,固定,(Fix):,切線數,(Number),補充說明,4.,指令介紹,第,29,頁,選取對話框,無界線,(,Infinite),選取盒,每個斷面,(Section),為獨立特徵,斷面,(Section),成為一個物件,4.,指令介紹,第,30,頁,4-4-2.,投影,(Projecting Curves on Clouds),範例,1),點選,2),選取曲線,如圖,1,4),設定方向,如圖,2,3),選取點群,5),設定點數及工作距離,如圖,3,7),完成,如圖,5,6),預覽,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,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,(Through Point):,通過點建立曲線,它是由多個,弧線,連接而成,.,在對話框中,Order,代表兩點間曲線的控制點點數,如圖,3.,Number of arcs,為曲線段數目,.,如圖,2,操作方法,:,1),點選,2),點選通過點,如圖,1 3),按,OK,完成,Digitized Shape Editor,模組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,轉換成,近似曲線,(Cureve from Scans).,空間曲線的畫法可以設定,通過點,控制點,接近點,等方式,來繪製說明如下,:,圖,2,圖,3,圖,1,分斷點,4.,指令介紹,第,32,頁,接近點,(Near Point):,使用一個單一曲線繪製,控制點,(Control Point):,使用控制點繪製曲線,只有頭尾通過多邊型,其餘只做控制曲線形狀之用,若,點數超過,6,點,這個曲線會以,多段曲線,繪製曲線,如圖,2,圖,1.,為四個控制點之曲線,圖,2.,為,8,個控制點,分斷點,少於,6,個控制點無分斷點,如圖,1,Order(max):,為控制點的最多點數,若我們所設的控制點大於,order,則以降階處理,.,Mono arc:,為單一條曲線繪製,此值不可更改,圖,1.,為四個控制點,圖,2.,為,6,個控制點,圖,3.,因,Max,為,4,所以得到四個控制點的三階曲線,.,4.,指令介紹,第,33,頁,閉合,(Closure):Curve Mode,點選 則增加一點與起點相同,可以建立封閉的曲線,如圖,1,說明,曲線模式,(Curve Mode),選項,Display,選項,秀出曲線分析,如圖,2,秀出控制點與曲線最近距離,只有在,接近點,(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,4-5-2.,平面曲線,(,Curves on Plane),建立一個平面的曲線,使用方式與空間曲線相同,.,操作方法,:,1),點選,2),使用,3D,羅盤做為建立的平面或選 擇一個工作平面來繪製曲線,說明,設定為對稱鈕,圖,1.,未設定對稱,圖,2.,點選對稱,圖,3.,格線隱藏,(Hide),圖,4.Shows Grid,格線開關鈕,表示最大的範圍,4.,指令介紹,第,35,頁,範例,4-5-3.,從掃描產生曲線,(,Curves from Scans),可將假想的暫時性的,Scans,轉換成曲線,.,1),點選 出現對話框,如圖,1,操作方法,:,2),選擇,Scans Curve,可複選,即出現綠色預覽曲線,並會顯示此,Scans,曲線內的點資料之間的最大距離與最小距離,.,如圖,2,圖,1,圖,2,3),調整精度,減少點之間的距離,調整為,Accuracy=0.293,如圖,3,可看到調整後的情形,.,圖,3,4),按,OK,完成,如圖,4,結構樹增加,3,條曲線,.,圖,4,4.,指令介紹,第,36,頁,說明,圓滑,(,Smoothing),:,用圓滑的方式來近似於這個,scans,此法較為圓滑,但誤差較大,如圖,1,內插法,(,Interpolation),:,利用內插法的方式近視,Scans,此選項較為,精準,但階數高,需較,多記憶體,如圖,2,圖,1,圖,2,分開角度,(Split Angle):,此角為兩條曲線的補角,如圖,3;,在這個角度內就將曲線分斷,圖,3,圖,4,角為,90,度時,圖,5,角度為,60,時,4.,指令介紹,第,37,頁,3.6,建立三角曲面工具,在點群編輯器的模組中所建立出來的曲面為三角曲面,此法是將點群資料的點與點連接,鋪成的三角面,所以點的多寡與精度與會影響曲面的品質,此,Tessellation,特徵可以輸出為,STL,格式,操作方法,1),點選,Tessellate,出現對話框,如圖,1,建立三角曲面,(,Tessellating a Cloud of Points),圖,1,2),選擇點群,如圖,2,圖,2,3),調整連接距離,綠色球體可知連接三角 面的範圍,並且可以點選點群改變綠色球的位置,方便決定連接距離,.,如圖,3,4),預覽,5)OK,完成,如圖,4,圖,3,圖,4,範例,4.,指令介紹,第,38,頁,說明,按應用,(Apply),預覽時,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,:,自動做三角曲面連接,且可以重複連接三角面以保持外型的正確性,.,手動,:,找最近的邊界連接,所以有時會連接不當,但不會有重複的三角面,.,4.,指令介紹,第,39,頁,3.7,合併與平行三角曲面,範例,目前三角曲面的編輯功能有,合併與平行,說明如下,4-7-1.,合併三角曲面,(Merging Tessellations),此功能可將幾個三角曲面特徵,結合成為一個特徵,.,操作方法,:,2),選擇想要結合的三角曲 面,如圖,1,1),點選,3)OK,完成,如圖,2,以成為同一個物件,圖,1,圖,2,4.,指令介紹,第,40,頁,4-7-2.,平行三角曲面,操作方法,:,1),點選 出現對話框,如圖,1,範例,2),點選三角曲面,如圖,2,圖,1,圖,2,3),輸入,Offset Value=30,如圖,3,4)OK,完成,此功能只適用於,三角曲面,或,STL,格式的曲面,說明,若點選對話框,Free Edges,裡的,Create scans:,則平行的 曲面上會多一個邊界線,如圖,3,圖,3,圖,4.,黃色邊界線,4.,指令介紹,第,41,頁,3.8,距離分析,(,Analyzing Distances Between Two Sets of Elements),範例,此功能可分析兩個物件間之間的距離,使用一顏色的方式顯示,操作方法,:,請參考,FREE STYLE,模組,4.,指令介紹,第,42,頁,3.8,顯示方式,(,Display Options),範例,此種顯示的選項,主要用於控制,:,三角曲面,(,tessellation),點群,(,cloud of points),掃描線,(,scans),格點,(,grids),操作方法,:,1),點選 出現對話框,如圖,1,2),選擇物件,3),變更符號,如圖,2,4)OK,完成,圖,1,圖,2,4.,指令介紹,第,43,頁,說明,選擇三角曲面的顯示方式,顯示三角網格,顯示黃色邊界,圓滑的,平坦的,4.,指令介紹,第,44,頁,點群的顯示方式,scans or grids,的顯示,可以選擇四種不同的顯示方式,:,如下,可選擇多邊線或點,如下圖,4.,指令介紹,第,45,頁,專有名詞,4.,指令介紹,