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三維掃描技術的應用

  快速原型是80年代中期發(fā)展起來的一種嶄新的原型制造技術。其出發(fā)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(fā)展到快速制模,再發(fā)展到快速制造,給制造業(yè)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(fā)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(shù)據(jù)處理技術

  一、掃描生成的點云數(shù)據(jù)的處理

  掃描得到的產(chǎn)品外型數(shù)據(jù)會不可避免的引入數(shù)據(jù)誤差,尤其是尖銳邊和邊界附近的測量數(shù)據(jù),測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)應進行預處理,通常要經(jīng)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(shù)據(jù)進行檢查調(diào)整;

  2.數(shù)據(jù)插補:

  對于一些掃描不到的區(qū)域,其數(shù)據(jù)只能通過數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)平滑:

  數(shù)據(jù)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(shù)所能提供的信息不變;

  4.數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tài)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(tài)下的基準點的坐標值,然后以一定的判斷規(guī)則判別出各基準點的測量精度,最后在 CAD 系統(tǒng)中顯示定位下的測量數(shù)據(jù),并移動某一定位下的數(shù)據(jù),使該定位下的所有測量數(shù)據(jù)整合到另一定位下。

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