四軸三維激光測量系統(tǒng)及自動(dòng)拼合技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程是一門綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形、控制理論、數(shù)字圖像處理、CAD/CAM、傳感器等各種先進(jìn)理論、技術(shù)和方法的系統(tǒng)工程，是各學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。逆向工程是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,在吸收國內(nèi)外的先進(jìn)制造技術(shù)、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期以及降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮著重大的作用。
　　 本文在PowerRE-IA線掃描三維激光測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成了PowerRE-IB線掃描四軸測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及開發(fā)。使測量系統(tǒng)由三軸變?yōu)樗妮S

2、，實(shí)現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的自動(dòng)拼合。三維數(shù)據(jù)點(diǎn)的質(zhì)量和數(shù)量直接影響著后續(xù)建模工作效果和效率，因此研究數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接技術(shù)有著十分重要的意義。本論文對旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)標(biāo)定、旋轉(zhuǎn)掃描拼合及逆向工程中的多視數(shù)據(jù)自動(dòng)拼和技術(shù)做了較為深入地研究。
　　 對控制系統(tǒng)硬件進(jìn)行分析、選擇，對運(yùn)動(dòng)控制器編程進(jìn)行重點(diǎn)研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出旋轉(zhuǎn)測量系統(tǒng)配套軟件。
　　 對于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)標(biāo)定，論述了標(biāo)定原理，設(shè)計(jì)兩種標(biāo)定塊，并且討論分析了三種標(biāo)定方法。最后提出了

3、一種簡化的旋轉(zhuǎn)標(biāo)定方案，該方案只需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球，通過旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)球旋轉(zhuǎn)及Z軸移動(dòng)即可得到多個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。
　　 對于旋轉(zhuǎn)拼合，論述了旋轉(zhuǎn)拼合原理，研究了兩種旋轉(zhuǎn)掃描拼合方法——純旋轉(zhuǎn)掃描和混合掃描。
　　 針對迭代最近點(diǎn)距離(Iterative Closet Point，ICP)尋找對應(yīng)點(diǎn)困難的問題，提出利用點(diǎn)云曲率確立對應(yīng)點(diǎn)的方法，即首先對重合區(qū)域的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲率和法矢計(jì)算，通過重合區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的曲率值及法矢尋找對應(yīng)點(diǎn)