三維激光掃描機(jī)軟件設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著航天、航空、造船、汽車和模具工業(yè)的飛速發(fā)展,逆向工程已經(jīng)成為制造業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).實(shí)現(xiàn)逆向工程中的一個(gè)必要步驟是進(jìn)行零件表面三維數(shù)據(jù)的采集.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段,完成數(shù)據(jù)采集主要依賴接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī).由于接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)價(jià)格昂貴,且不能測(cè)量軟質(zhì)物體,所以發(fā)展無接觸力的非接觸式三維激光掃描機(jī)十分必要.本論文主要研究三維激光掃描機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)及其相關(guān)理論基礎(chǔ).借鑒國(guó)內(nèi)外成功的激光掃描系統(tǒng)的功能和特點(diǎn),對(duì)基于激光點(diǎn)光源的曲面測(cè)量方法作進(jìn)一步的

2、分析,對(duì)三維激光掃描機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的探討,并對(duì)軟件主要模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述.本文研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.三維激光掃描機(jī)掃描軟件的需求分析,包括功能需求分析和用戶需求分析.對(duì)掃描軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),包括軟件平臺(tái)和開發(fā)工具的選擇、軟件的模塊分析、軟件系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、軟件內(nèi)存管理方法設(shè)計(jì)等,最后分析了三維激光掃描軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)和主要模塊.2.分析實(shí)現(xiàn)Windows平臺(tái)工業(yè)控制軟件實(shí)時(shí)性的方法,重點(diǎn)研究多線程技術(shù)、時(shí)

3、間基準(zhǔn)控制方法、Windows平臺(tái)下中斷的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法,并通過實(shí)驗(yàn)比較不同方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種綜合運(yùn)用中斷、多線程和定時(shí)器的技術(shù)方案,并說明了實(shí)現(xiàn)的方法.3.論述了離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的三維顯示在三維激光掃描機(jī)軟件中的重要性,提出了利用OpenGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的三維顯示的方法,詳細(xì)說明了實(shí)現(xiàn)的過程和效果,最后還介紹了利用數(shù)據(jù)點(diǎn)的三維顯示進(jìn)行噪聲點(diǎn)剔除的實(shí)現(xiàn).4.通過分析基于激光點(diǎn)光源的曲面測(cè)量方法,詳細(xì)設(shè)計(jì)了三維激光掃描軟件的掃描控制

4、模塊,包括掃描模式的設(shè)計(jì)、掃描路徑的設(shè)計(jì)、以及邊界的自動(dòng)跟隨測(cè)量的設(shè)計(jì).5.結(jié)合CAD系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的重要性,介紹了IGES格式作為中間圖形數(shù)據(jù)格式的優(yōu)點(diǎn),詳細(xì)分析了IGES的數(shù)據(jù)格式,最后闡述了IGES格式數(shù)據(jù)接口的具體實(shí)現(xiàn)方法.6.詳細(xì)介紹了三維激光掃描機(jī)的硬件研制,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器、精密伺服系統(tǒng)、精密機(jī)械系統(tǒng)、激光測(cè)頭等硬件部件作了描述,對(duì)軟件的主要界面、功能進(jìn)行了說明,最后通過測(cè)量實(shí)例驗(yàn)證了所開發(fā)軟件的實(shí)際應(yīng)用效果.最后,總