逆向工程中連續(xù)掃描測頭的迭代數(shù)字化策略.pdf

1、逆向工程技術(shù)是近年發(fā)展起來的消化和吸收先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。它以已有的產(chǎn)品或技術(shù)為研究對象，以現(xiàn)代設(shè)計理論、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)、計量學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識為基礎(chǔ)，以解剖、掌握研究對象的關(guān)鍵技術(shù)為目的，最終實現(xiàn)對研究對象的認(rèn)識、再現(xiàn)及創(chuàng)造性地開發(fā)，是與傳統(tǒng)的設(shè)計——制造過程相反的信息流過程。目前在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，逆向工程技術(shù)應(yīng)用可以縮短產(chǎn)品研制周期40％以上，是提高生產(chǎn)率的重要手段之一。 數(shù)字化是逆向工程中

2、一個重要的過程。目前，數(shù)字化方法主要分為接觸式和非接觸式測量。接觸式測量是指測量頭與實物表面有接觸，采用設(shè)備主要有：三坐標(biāo)測量機；數(shù)控機床加上測量裝置；專用數(shù)字化儀(digitizer)等。這些數(shù)字化設(shè)備多數(shù)采用等弦或等弧方式采集物體表面的數(shù)據(jù)。目前這種技術(shù)比較成熟，計算機實現(xiàn)也比較容易。多數(shù)的數(shù)字化設(shè)備生產(chǎn)廠均采用該技術(shù)，實現(xiàn)對物體表面的數(shù)據(jù)采集。 數(shù)字化質(zhì)量的高低，直接影響測量精度。在逆向過程中，人們希望用盡量少的點云信息，

3、描述被測物體，也就是曲率變化大的地方點云密度大；曲率變化小的地方點云密度小，企望通過比較少的點云，能很準(zhǔn)確的描述被測物體。因此，尋求一種高效率，高質(zhì)量的數(shù)字化方法，對被測物體進(jìn)行數(shù)字化，是人們一直追求的目標(biāo)。 本文創(chuàng)新之處主要是研究了連續(xù)掃描測頭的一個迭代數(shù)字化策略—封閉掃描行環(huán)數(shù)字化策略。該掃描策略主要描述為：首先從一個初始稀疏網(wǎng)格開始掃描，獲得稀疏的三角網(wǎng)格點云，然后按照一定的算法對當(dāng)前三角網(wǎng)格點云進(jìn)行評價。評價結(jié)果可能會產(chǎn)

4、生一組需要再進(jìn)行數(shù)字化的新區(qū)域，并自動啟動掃描，產(chǎn)生的新的更精細(xì)的掃描點被插入到當(dāng)前三角網(wǎng)格中，重復(fù)這個過程，直到?jīng)]有找到需要重復(fù)進(jìn)行數(shù)字化的區(qū)域或滿足了所有給出的終止條件時，這個過程才結(jié)束。連續(xù)掃描測頭可以是機械接觸式，也可以是光學(xué)非接觸式。 在實際的應(yīng)用中，該數(shù)字化策略，較等弦或等弧數(shù)字化策略實現(xiàn)起來要困難得多，但因為它在數(shù)字化實體時，具有更高的精度和效率。因此隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機速度和性能的提高，該數(shù)字化策略會得到