Recovering Functional Mechanical Assemblies from Raw Scans

Abstract

本文提出了一种从原始扫描重建功能性机械组件的方法。 给定机械组件的多次输入扫描，我们的方法首先使用运动引导的，基于补丁的分层配准和标记算法来提取功能机械零件。 然后从这些段中对提取的功能部件进行参数设置，并通过图形对它们的内部机械关系进行编码。 我们使用联合优化来解决每个零件的最佳几何形状，放置和方向，以获得最终可行的机械组件。 我们在具有不同设置的各种类型的机械组件上演示了我们的算法，并使用物理制造方法验证了我们的输出。、

1 INTRODUCTION

如今，获得目标对象的高质量3D几何图形已变得越来越容易采集设备的快速发展。 然而，对于具有复杂几何形状的物体（例如，机械组件），扫描数据仍然难以使用。 一个基本问题是扫描过程中功能的丧失，这限制了扫描的可用性和进一步的应用，例如制造和重新设计。

机械组件的各个组件是通常以精确的参数制造，并有针对性地设计用于特定功能，例如用于产生机械运动的齿轮和驱动器。 因此，几何形状和功能性本质上是以这种形式的机械对象耦合的。 也就是说，功能性影响几何零件之间的显式形状和相互关系，相反，仅凭几何形状很难恢复。 这导致功能性机械物体的重建本质上是不适的问题。 更糟糕的是，不可避免的噪音和由于遮挡而导致的区域丢失很容易损坏功能。 例如，数据通常在边界附近是不好的，并且挡位在齿轮相互作用的区域（例如，图12中的蜗轮驱动装置），这表明扫描在最重要的位置通常很差。