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三维扫描逆向工程中的关键技术


1 实物数字化技术-三维扫描获取3D数据

即实物扫描的区域规划及精度保证技术,研究在扫描时影响测量精度的各种因素,保证精度而采用的方法和措施,检查和验证精度的方法;在进行扫描区域划时如何综合考虑扫描精度、扫描效率和曲面拟合重构时的拟合精度、曲面拼接光顺性问题;零件基准测量的精度保证问题。

2 测量数据的预处理-三维检测

即云状数据处理技术:研究高密度、大容量的点云数据的处理技术,包括多次扫描点云的拼接问题,扫描点云的数据简化问题、云状数据的特征提取问题等。

3 三维扫描逆向工程曲面重建技术

研究如何选择合适的数学表示方法、拟合修改算法、控制参数及曲面重构方法。以得到高质量、高精度的曲面模型。基于神经网络技术的研究最近报道较多,曾建江等采用了一个神经网络模型和相应的快速学习算法应用于曲面重建。该模型可以有效地逼近曲面并剔除输入数据点中的“坏”点。提出基于神经网络的三角网格方法可在有效保持原数据点集的拓扑特征的同时实现期望规:途?鹊娜?峭?衿誓嫦蚬こ痰墓丶?际跫捌溲芯。

研究对曲面的评价指标、检验方法以及修正工具。在SURFACER和很多CAD软件中,都采用NURBS 来表示曲面。它可以表示非常复杂形状的曲面,但曲面的表示、显示、操作都不能用很直观的方式进行,很难对曲面进行评价、检验和修改。利用图形的质心和最小惯性主轴作为定位基准,可实现被测自由曲面与标准CAD 模型的自动对齐,为实现已知CAD模型的自由曲面的在线检测提供了理论依据。但这种方法实现自由曲面的在线检测还需克服一些因素的影响,如CMM实际测量系统的速度、实际测量路径的转换精度以及由于工件自身高度在工件处于视场中心以外的区域时给定位及测量精度带来的影响。

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