面向面掃描測量機器人的測量規(guī)劃基礎算法研究.pdf

1、三維測量系統(tǒng)的測量規(guī)劃是復雜曲面自動檢測研究中的一個關鍵問題。本文主要針對面掃描測量機器人，研究測量規(guī)劃中的基礎算法，為實現(xiàn)基于面掃描測量機器人的復雜曲面自動檢測奠定基礎。測量規(guī)劃的主要問題是根據(jù)待測件的CAD模型，計算合理的視點，從而保證在待測件上采集到完整的點云數(shù)據(jù)，用于待測件的幾何外形誤差分析。
　　本文主要的研究內容包括面掃描測量機器人測量規(guī)劃中的三個基礎算法:曲面的最小包圍盒算法、視點規(guī)劃算法以及視場內曲面的可視性分析算

2、法。方向包圍盒(Oriented Bounding Box，簡稱OBB)因其方向的任意性和包圍的緊密性而被廣泛應用，本文針對曲面的三角網(wǎng)格模型計算其OBB。三維點集的最小包圍盒是一種基于點集的三維凸多面體最小包圍盒的快速算法，利用點集的三維凸多面體與其高斯球面的映射關系，根據(jù)三對“游標卡尺”在高斯球面上的移動路徑，給出包圍盒兩相鄰面遍歷凸多面體兩條邊的路徑，最終搜索出體積最小的包圍盒，即曲面的最小包圍盒。
　　本文基于曲面的最小包

3、圍盒研究了一種視點規(guī)劃算法。為了合理計算掃描視點，利用待測件CAD模型的最小包圍盒，對模型進行遞歸分塊直至滿足掃描測頭的系統(tǒng)參數(shù);利用分塊后的每一塊小曲面的最小包圍盒，初步確定掃描視點的位姿。
　　最后，利用高斯映射與可視映射之間的對偶關系計算曲面的可視映射，并采用可視映射對視場內曲面的可視性分析進行探索，為最終確定掃描視點的位姿提供了依據(jù)。
　　在VC6.0開發(fā)平臺上，在MFC框架下采用C++語言完成了相關算法的設計與實現(xiàn)