(鹽城工學(xué)院 吳衛(wèi)東) 'l!\2Wv2  
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1 引言 C[%&;\3S@  
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反求工程（或稱逆向工程）是一門發(fā)展迅速的新興技術(shù)。實物反求技術(shù)被用于基于已有產(chǎn)品實物的產(chǎn)品再設(shè)計，或?qū)σ恍�無法用數(shù)字化手段直接表述和設(shè)計、而只能以實物形式表達(dá)的產(chǎn)品模型（如油泥模型）進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，以實施對這些產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計與制造。例如，在對飛機、導(dǎo)彈等飛行器的外型進(jìn)行空氣動力學(xué)設(shè)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(jìn)行建模表述，因此，為了實現(xiàn)這些飛行器的數(shù)字化設(shè)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(shù)將實物模型轉(zhuǎn)換為CAD模型。目前，實物反求技術(shù)已在新產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品維修、產(chǎn)品在線檢測等方面得到了廣泛應(yīng)用。 3)CIqN  
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在實物反求工程中，為實現(xiàn)對象數(shù)字化，必須利用相應(yīng)的測量或掃描設(shè)備對產(chǎn)品三維實物模型進(jìn)行測量或掃描，以獲得實物模型的空間拓?fù)潆x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(shù)中，近年來出現(xiàn)的光學(xué)掃描點云數(shù)據(jù)采集技術(shù)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。 F~E)w5?\O  
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近年來，國內(nèi)不少高校和科研院所對實物反求技術(shù)進(jìn)行了大量研究和開發(fā)，并在一些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破。通過自主開發(fā)和技術(shù)合作，國內(nèi)在接觸式測量技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用上已日趨成熟。但對于非接觸測量的光學(xué)掃描點云數(shù)據(jù)采集技術(shù)，目前還很少見到有國內(nèi)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(yīng)用的公開報道。為促進(jìn)對光學(xué)掃描點云數(shù)據(jù)采集及處理技術(shù)的研究與開發(fā)，并提供對外技術(shù)服務(wù)，我校引進(jìn)了國外某公司生產(chǎn)的流動式光學(xué)掃描設(shè)備。在設(shè)備使用過程中，經(jīng)常因操作失誤、調(diào)整不當(dāng)?shù)仍�因造成測量誤差過大的問題。為了透徹消化國外引進(jìn)技術(shù)，筆者結(jié)合工作實踐對此進(jìn)行了研究和分析，并提出了相應(yīng)的解決方案。 `_GCS,/t  
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2 測量誤差主要表現(xiàn)形式 F[O147&C  
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（1）采集數(shù)據(jù)缺失或數(shù)據(jù)密度達(dá)不到要求。用這種不完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行點云擬合，誤差較大，難以達(dá)到要求的測量精度。 kR^">s/H#  
（2）對同一表面的數(shù)據(jù)采集結(jié)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。 0e#PN@  
（3）單幅采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響整體測量精度。 HH6H4K3Zj  
（4）累積誤差過大，使測量結(jié)果出現(xiàn)明顯偏差。 d)biMI}<5  
（5）點云拼接錯誤，導(dǎo)致較大測量誤差。 6
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（6）測量結(jié)果中粗大點(噪音)數(shù)據(jù)過多。 a""
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3 誤差原因分析及提高精度的對策 saZK+kD4I  
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筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，通過測試分析，將產(chǎn)生較大測量誤差的主要原因歸納為：標(biāo)定不當(dāng)、標(biāo)尺使用不當(dāng)；測頭鏡頭組合選擇不當(dāng);測量順序不當(dāng)；測量策略選擇不當(dāng);工件表面標(biāo)志點安放不當(dāng)；測量過程中操作不當(dāng)；工件被測表面預(yù)處理不當(dāng)；后處理不當(dāng)；測量環(huán)境選擇不當(dāng)?shù)龋�現(xiàn)分別分析如下： JBw2#ry  
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（1）標(biāo)定不當(dāng)、標(biāo)尺使用不當(dāng) 52# *{q}  
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掃描測量頭（測頭）由光源、CCD攝像機及相應(yīng)的鏡頭組構(gòu)成。在進(jìn)行點云數(shù)據(jù)采集之前，首先需要對測頭進(jìn)行初始化，主要內(nèi)容包括： fX,O9d$  
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①根據(jù)被測對象的大小、表面特征的多少及其復(fù)雜程度選擇不同的鏡頭組合； :O@n6%pSL  
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②根據(jù)測量現(xiàn)場條件、被測對象的表面形態(tài)及表面處理情況確定主光源的光強； yp=sL' E  
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③根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)工作流程對所選定的鏡頭組合進(jìn)行標(biāo)定，使標(biāo)定精度值≤0.020； Glw|*{$  
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如果測量之前未進(jìn)行上述工作，而是直接使用以前標(biāo)定的測頭進(jìn)行測量，則可能因鏡頭組合、光源光強、標(biāo)定精度不符合本次測量要求而無法保證測量精度，導(dǎo)致產(chǎn)生較大誤差。 hmLI9TUe6  
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在測量中，如果因操作失誤而使測頭受到?jīng)_擊、碰撞，應(yīng)及時對測頭進(jìn)行檢查，如已發(fā)生損壞，要進(jìn)行修理；如未發(fā)生損壞，也必須對測頭進(jìn)行重新標(biāo)定；即使測量中未發(fā)生任何操作失誤，但如果測量時間較長，也需定時對測頭進(jìn)行快速標(biāo)定，檢查測頭的精度狀況。 Si~wig2  
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標(biāo)尺是對大型工件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時利用數(shù)碼像機對整個工件上的標(biāo)識點進(jìn)行定位的必備工具，所使用標(biāo)尺上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸應(yīng)與實際利用照片進(jìn)行處理時所顯示的尺寸數(shù)值一致。 't8!.k  
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（2）測頭鏡頭組合選擇不當(dāng) 0^J%&1a 台北市| 和龙市| 商丘市| 正定县| 赤峰市| 壶关县| 松江区| 崇阳县| 共和县| 拜城县| 进贤县| 姜堰市| 托克逊县| 腾冲县| 洮南市| 称多县| 志丹县| 鞍山市| 积石山| 西城区| 曲周县| 七台河市| 石渠县| 二手房| 克拉玛依市| 山阳县| 永修县| 繁昌县| 四会市| 苗栗市| 青浦区| 内黄县| 安远县| 贵阳市| 新宁县| 通江县| 闽侯县| 繁峙县| 偏关县| 岑溪市| 巩留县|