馬剛

摘 要：在進(jìn)行大型零件三維掃描的過(guò)程中，由于零件過(guò)大或者單幅不能實(shí)現(xiàn)完全測(cè)量時(shí)，需要對(duì)測(cè)量點(diǎn)云進(jìn)行拼接處理。文章通過(guò)對(duì)原有三維掃描軟件的二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)多幅掃描點(diǎn)云的快速拼接，基本消除了拼接誤差，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。

關(guān)鍵詞：三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；光學(xué)測(cè)量；三維拼接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.134

0 引言

三維光學(xué)測(cè)量技術(shù)[1]是一種通過(guò)光學(xué)手段獲取物體三維空間信息（主要是物體表面三維形狀信息）的方法和技術(shù)。汽車(chē)整車(chē)車(chē)身蒙皮是復(fù)雜不規(guī)則的曲面，在其最終質(zhì)檢的時(shí)候需要進(jìn)行三維測(cè)量和數(shù)字化，因此三維測(cè)量技術(shù)和反求逆向設(shè)計(jì)技術(shù)就顯得尤為重要。

1 數(shù)據(jù)采集

1.1 主要測(cè)量設(shè)備及軟件

本文采用的是G11藍(lán)光工業(yè)級(jí)三維掃描儀，配置Techlego vtop 2019旗艦版掃描軟件，測(cè)量時(shí)采用非接觸式方法獲取汽車(chē)整車(chē)車(chē)身蒙皮的表面點(diǎn)位的空間位置。

1.2 布設(shè)拼接點(diǎn)

對(duì)于布設(shè)的標(biāo)志點(diǎn)，在掃描時(shí)，要求能夠很好地對(duì)掃描儀實(shí)現(xiàn)反射，從而使掃描儀更準(zhǔn)確的識(shí)別標(biāo)志點(diǎn)，獲取其三維坐標(biāo)。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，相鄰的兩次之間應(yīng)不少于三個(gè)參考點(diǎn)重合，參考點(diǎn)的位置避免處于同一條直線上，參考點(diǎn)的分布盡量避免形成規(guī)則點(diǎn)陣，而且點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離不能相同[2]。

經(jīng)Techlego vtop 2019旗艦版掃描軟件對(duì)某品牌車(chē)型的整車(chē)車(chē)身蒙皮進(jìn)行三維掃描得到的模型如圖1。從圖1的橢圓標(biāo)識(shí)處可以看出，在模型的拼接處出現(xiàn)了很大的誤差區(qū)域，我們叫它拼接誤差[3]。

2 軟件插件的開(kāi)發(fā)

由于掃描設(shè)備制造誤差、原理性誤差及掃描操作者引起的不確定性因素等等都會(huì)帶來(lái)拼接誤差。為了消除拼接誤差，對(duì)掃描軟件的二次開(kāi)發(fā)就顯得尤為重要，在原有軟件的基礎(chǔ)上增加“生成方案”按鈕，如圖2，點(diǎn)擊該按鈕就可以對(duì)拼接誤差進(jìn)行修正，修正后的模型如圖3所示，較好的實(shí)現(xiàn)了消除拼接誤差的目標(biāo)。

3 總結(jié)

針對(duì)大型零件全局測(cè)量過(guò)程中存在的拼接誤差，本文提出一種對(duì)掃描軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的方法，并利用該方法成功的將某品牌汽車(chē)整車(chē)車(chē)身蒙皮的三維掃描模型進(jìn)行了優(yōu)化，達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宵等.Geomagic studio逆向工程技術(shù)及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]劉舜，柳新強(qiáng).三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的快速拼接技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新，科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（l4）.

[3]賈燦燦，趙琴音，吳戈.三維激光掃描技術(shù)在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2016（04）.

課題項(xiàng)目：遼寧省交通高等?？茖W(xué)校技術(shù)應(yīng)用型科研項(xiàng)目“三維掃描柔性拼接技術(shù)開(kāi)發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：LNCC_JYKY201809）；遼寧省交通高等?？茖W(xué)校校級(jí)應(yīng)用型項(xiàng)目“一種多功能共享運(yùn)輸包裝箱的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：LNCC_JYKY201813）。