1 引言
hXTYTbTX I4:rie\hjC 反求工程(或稱逆向工程)是一門發(fā)展迅速的新興技術。實物反求技術被用于基于已有產(chǎn)品實物的產(chǎn)品再設計,或對一些無法用數(shù)字化手段直接表述和設計、而只能以實物形式表達的產(chǎn)品模型(如油泥模型)進行數(shù)字化轉換,以實施對這些產(chǎn)品的數(shù)字化設計與制造。例如,在對飛機、導彈等飛行器的外型進行空氣動力學設計時,完全基于實驗優(yōu)化得到的實物模型無法直接用現(xiàn)有的CAD/CAM系統(tǒng)進行建模表述,因此,為了實現(xiàn)這些飛行器的數(shù)字化設計與制造,就必須利用實物反求工程中的點云數(shù)據(jù)采集技術將實物模型轉換為CAD模型。目前,實物反求技術已在新產(chǎn)品設計、產(chǎn)品維修、產(chǎn)品在線檢測等方面得到了廣泛應用。
b"3uD` tWX7dspx/ 在實物反求工程中,為實現(xiàn)對象數(shù)字化,必須利用相應的測量或掃描設備對產(chǎn)品三維實物模型進行測量或掃描,以獲得實物模型的空間拓撲離散點數(shù)據(jù)點云。因此,點云數(shù)據(jù)采集是實物反求時首先必須完成的工作。在各種實物測量技術中,近年來出現(xiàn)的光學掃描點云數(shù)據(jù)采集技術具有測量效率高、數(shù)據(jù)完整性好、適用范圍廣、可采集數(shù)據(jù)范圍寬(從數(shù)毫米至數(shù)十米)等諸多優(yōu)點。
i'iO H|s 6VFirLd 近年來,國內不少高校和科研院所對實物反求技術進行了大量研究和開發(fā),并在一些關鍵技術上有所突破。通過自主開發(fā)和技術合作,國內在接觸式測量技術及設備的開發(fā)與應用上已日趨成熟。但對于非接觸測量的光學掃描點云數(shù)據(jù)采集技術,目前還很少見到有國內研制開發(fā)的成熟產(chǎn)品及其在汽車、模具等行業(yè)成功應用的公開報道。為促進對光學掃描點云數(shù)據(jù)采集及處理技術的研究與開發(fā),并提供對外技術服務,我校引進了國外某公司生產(chǎn)的流動式光學掃描設備。在設備使用過程中,經(jīng)常因操作失誤、調整不當?shù)仍蛟斐蓽y量誤差過大的問題。為了透徹消化國外引進技術,筆者結合工作實踐對此進行了研究和分析,并提出了相應的解決方案。
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G5X_s0/ oN ;-M-( 2 測量誤差主要表現(xiàn)形式
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4MNl Iu%^*K% (1)采集數(shù)據(jù)缺失或數(shù)據(jù)密度達不到要求。用這種不完整的數(shù)據(jù)進行點云擬合,誤差較大,難以達到要求的測量精度。
S*s:4uf Rv,Mu3\~#c (2)對同一表面的數(shù)據(jù)采集結果表現(xiàn)為多層點云。這種情況往往出現(xiàn)于被測對象為大型工件或工件為透明物體時。
0<3E KG-y)qXu (3)單幅采集數(shù)據(jù)不準確,影響整體測量精度。
TH>,v "]<w x_!+} (4)累積誤差過大,使測量結果出現(xiàn)明顯偏差。
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