1 引言 p&\x*~6u
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反求工程(或称逆向工程)是一门发展迅速的新兴技术。实物反求技术被用于基于已有产品实物的产品再设计,或对一些无法用数字化手段直接表述和设计、而只能以实物形式表达的产品模型(如油泥模型)进行数字化转换,以实施对这些产品的数字化设计与制造。例如,在对飞机、导弹等飞行器的外型进行空气动力学设计时,完全基于实验优化得到的实物模型无法直接用现有的CAD/CAM系统进行建模表述,因此,为了实现这些飞行器的数字化设计与制造,就必须利用实物反求工程中的点云数据采集技术将实物模型转换为CAD模型。目前,实物反求技术已在新产品设计、产品维修、产品在线检测等方面得到了广泛应用。 d3C*]|gQ
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在实物反求工程中,为实现对象数字化,必须利用相应的测量或扫描设备对产品三维实物模型进行测量或扫描,以获得实物模型的空间拓扑离散点数据点云。因此,点云数据采集是实物反求时首先必须完成的工作。在各种实物测量技术中,近年来出现的光学扫描点云数据采集技术具有测量效率高、数据完整性好、适用范围广、可采集数据范围宽(从数毫米至数十米)等诸多优点。 'uOp?g' 7
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近年来,国内不少高校和科研院所对实物反求技术进行了大量研究和开发,并在一些关键技术上有所突破。通过自主开发和技术合作,国内在接触式测量技术及设备的开发与应用上已日趋成熟。但对于非接触测量的光学扫描点云数据采集技术,目前还很少见到有国内研制开发的成熟产品及其在汽车、模具等行业成功应用的公开报道。为促进对光学扫描点云数据采集及处理技术的研究与开发,并提供对外技术服务,我校引进了国外某公司生产的流动式光学扫描设备。在设备使用过程中,经常因操作失误、调整不当等原因造成测量误差过大的问题。为了透彻消化国外引进技术,笔者结合工作实践对此进行了研究和分析,并提出了相应的解决方案。 >G+?X+9
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2 测量误差主要表现形式 :@X@8j":
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(1)采集数据缺失或数据密度达不到要求。用这种不完整的数据进行点云拟合,误差较大,难以达到要求的测量精度。 Ts:pk
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(2)对同一表面的数据采集结果表现为多层点云。这种情况往往出现于被测对象为大型工件或工件为透明物体时。 \oGZM0j
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(3)单幅采集数据不准确,影响整体测量精度。 ,Gd8 <