本科逆向工程测量设备1r.pptVIP

测量设备的分类 结构光法 Cyberware的三维扫描仪 80年代就被迪斯尼等动画和特技公司采用，用于“终结者II”，“侏罗纪公园”，“蝙蝠侠II”，“机械战警”等影片。还用于快速雕塑系统。90年代的扫描仪可对人体全身扫描，给出对象的多边形、NURBS曲面、点、Spline曲线方式描述，可进行彩色扫描，输出被测物体的坐标信息和颜色信息。扫描速率可达1.4万点/秒。3030RGB型扫描物体的尺寸在30cm，深度方向测量精度100-400μm，用于动画、人类学研究、服装设计等方面。 结构光测量法 结构光投影法是将一定图案的光投影到物体表面上，从而增强物体表面各点之间的可区分性，降低图像点对匹配的难度，提高匹配算法的精度和可靠性。常用的结构光图案模式，包括灰码条纹（Gray Code）、摩尔条纹、网格图案、彩色点阵图案等。 结构光测量法 结构光投影双目立体测量具有以下主要特点 一次可获取大量数据（可达百万点以上）； 由于是非接触式测量，因此可以测量柔性物体； 适合对复杂自由曲面的高效率测量； 分析相对复杂； 测量结果受物体表面光学特性的影响（如透明、黑色等情况下都会产生问题）； 精度比接触式测量略低。 双目结构光测量系统结构图 ATOS光学测量机 德国GOM公司生产的ATOS流动光学扫描仪是目前世界上最先进的非接触式三坐标扫描仪之一，是一种结构光测量设备。该扫描系统可将特定光栅条纹于被测物体上，通过光栅间距的变化，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，经过数码影像分析和基于光学原理计算，求得实物表面三维坐标数据，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云，实现三维扫描高速化。 ATOS II在距被测物体约700 mm处高速摄取实物表面数据，一次测量的有效测量区域为280×350mm，获得的扫描点数最大可达一百三十万个点。 由于一次测量的范围有限，多角度测量然后拼合到一个共同的坐标系下，从而得到一个完整的测量模型。两次测量中设置共同可见的至少三个参考点来实现的。 单次测量精度可达 ，多视角测量的拼合测量精度为 。 测量注意事项 一般来说，用光学测量法对某个表面进行一次数据采集往往只需数秒时间，但是为了能够比较完整和准确地得到该表面测量数据，通常需要花费大量的时间用于确定测头位置和测量角度。因此，在测量之前或测量过程中，根据实物样件的结构特点制定测量方案，用尽可能少的测量次数获取满足模型重建所需的数据，不仅可以有效减少数据测量和预处理的工作量，而且在某种程度上可以提高测量数据的整体精度。下面从以下几个方面讨论在使用ATOS II光学测量机进行测量时应该注意的问题以及需要采用的原则。 测量注意事项 实物表面喷涂由于部分深色零件表面对光的吸收能力较强，因此不利于采用光学三角定理进行测量，为此要对这些零件进行表面白色喷涂处理。选择喷涂材料时需要保证涂层在测量后容易清洗（如选择工业探伤剂），在喷涂过程中尽可能使涂层薄而均匀，既可以达到加强反光的效果，又不至于对测量精度造成很大的影响。 待测实物定位分析待测实物零件不同部位的可测性，然后按照可测性将待测实物零件的特征进行分组，以测头和实物零件定位是否方便和牢靠为基础选择较好的定位基准（必要时使用橡皮泥在零件实物的背面进行定位），从而减少改变测头位置、角度和待测实物零件的定位方式的次数，提高测量效率并有效提高主要待测表面的测量精度。 测量注意事项 多视测量准备为了实现将从不同视角下测得的数据转换到一个统一的坐标系下，以生成完整的数据点模型，一般可以采用标签定位法以实现多个视图的粗定位。（Tritop照相拍摄系统） 整体到部分原则，按照从整体到部分的原则对同一个零件的不同部位合理采用适当的标定精度进行测量。可以将测量数据划分为主要视图、细节视图和补充视图，其中主要视图是指测量数据较多且从某个角度可以反映待测实物零件整体形状的视图；细节视图指的是针对待测实物零件的某些局部细节特征测量所得到的数据，这些数据主要用于细节部位的特征重建；补充视图是指对模型重建无关紧要的数据，这部分数据原则上不参与模型的重建，但是可以用来检验多视拼合的结果以及校验模型重建的精度。 测量注意事项 光线方向尽可能使光线照射方向和结构类零件主要待测表面垂直，尽可能保证光线扫描方向和主要待测棱边垂直。 单面测量由于薄板类零件的模型重建可以通过单面曲面重建后利用加厚等方法来创建实体模型，因此对于飞机钣金件等薄板类零件的测量一般只需要进行单面测量，必要时有选择性地测量另外一面的部分数据用于判断应该向哪一侧加厚、加厚厚度的确定以及后续模型重建后的精度校验等。使用单面测量策略不仅减少了测量和拼合次数，而且测得的数据比双面测量的数据更容易实现分块。 测量注意事项 深孔测量在对