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三維掃描技術的應用

  快速原型是80年代中期發展起來的一種嶄新的原型制造技術。其出發點是通過原型實體從實際尺寸來觀察所設計的零件在美學、外觀及基本性能上是否令人滿意。近年來,由快速原型發展到快速制模,再發展到快速制造,給制造業帶來了勃勃生機。而應用三維掃描技術,更能加速這一技術的發展,由于理由比較顯見,這里就不再多敘述。

  三維掃描技術應用過程中的數據處理技術

  一、掃描生成的點云數據的處理

  掃描得到的產品外型數據會不可避免的引入數據誤差,尤其是尖銳邊和邊界附近的測量數據,測量數據中的壞點,可能使該點及其周圍的曲面片偏離原曲面,所以要對原始點云數據應進行預處理,通常要經過以下步驟:

  1.去掉噪音點:常用的檢查方法是將點云顯示在圖形終端上,或者生成曲線曲面,采用半交互半自動的光順方法對點云數據進行檢查調整;

  2.數據插補:

  對于一些掃描不到的區域,其數據只能通過數據插補的方法來補齊,這里要考慮兩種曲面造型技術,基于點—樣條的曲面反求造型和基于點的曲面擬合技術;

  3.數據平滑:

  數據平滑的目的是為了消除噪音點,得到精確的模型和良好的特征提取效果,采用平滑法處理方法,應力求保持待求參數所能提供的信息不變;

  4.數據光順:

  光順泛指光滑、順眼,但由于精度的要求,不允許對測量的數據點施加過大的修改量來滿足光順的要求,另一方面由于實物邊界曲面的多樣性,邊界上的某些特征點(邊界折拐點)必須予以保留,而不能被視為“壞點”。

  5.點云的重定位整合:

  在重新裝夾后多次掃描形成的數據要進行重定位整合,目前一般的 CAD 軟件還都沒有此項功能,需要造型人員手工“縫合”,在測量件上選取兩次定位狀態下的基準點,在兩次定位測量的過程中,分別測量兩次定位狀態下的基準點的坐標值,然后以一定的判斷規則判別出各基準點的測量精度,最后在 CAD 系統中顯示定位下的測量數據,并移動某一定位下的數據,使該定位下的所有測量數據整合到另一定位下。

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