一种呈轴向分布的三维激光扫描点云数据的建模算法研究

基于三维激光扫描点云数据的空间实体三维建模是当前的研究热点.传统的三维建模算法均将扫描点视为固定框架点,在点位不动的条件下完成空间实体的建模.随着现代测量技术的快速发展,测量精度越来越高,甚至出现了精度过剩的现象,而实际的空间分析精度又普遍低于测绘成果,围绕这一特点,针对总体上呈轴向分布的三维激光扫描点云数据,提出了一种新的三维建模算法,在不影响视觉效果和空间分析精度的前提条件下,该算法将扫描点沿着轴线方向在一定的范围内进行移动,并以扫描点移动后的点位进行空间实体建模.该算法具有一定的创新性,同时实验证明了该算法的正确性和可行性.     

逆向工程中三维曲面测量技术应用

逆向工程技术和先进制造技术相结合目前已发展成为CAD/CAM系统中相对独立的研究领域.自由曲面数字化是逆向工程的关键技术之一.采用了基于计算机视觉的光学非接触式测量方法，得到了自由曲面的三维几何数据.首先介绍了线结构激光扫描三维曲面测量原理、传感器的标定、激光平面的标定；通过对所拍摄的图像进行降噪、二值化、细化等处理获得光刀中心数据，进而实现了曲面的三维计算；最后给出了利用旋转测量系统对一个产品外形进行实时测量的计算实例.     

逆向工程在不规则形状粮堆质量测量中的运用

利用逆向工程技术来测量形状不规则粮堆的质量.通过多次扫描测量获取粮堆表面的多视点云数据,将多视数据拼合后进行三维重建,在得到粮堆表面重构模型后便可定量计算其体积.取样测量粮食的容重,由粮堆体积和容重便可以得到粮堆的质量.通过对大米堆进行实验证明,其测量误差小于1%,适用于测量不规则形状粮堆的质量.     

利用背负式移动激光扫描系统测绘地下空间地形图

针对传统测量地下空间作业方法效率低等问题,选择苏州工业园区测绘地理信息有限公司地下停车场为试验对象,利用背负式移动激光扫描系统获取原始扫描数据,应用Indoor NavPrep,Infinity以及Aotumatic Processing软件对原始扫描数据进行预处理,使用Cyclone软件对点云模型制作横切切片图,在CAD软件环境下绘制1∶500地形图,并进行点云精度质量分析和作业效率对比.研究结果表明,利用背负式移动激光扫描系统满足1∶500地形图测量精度要求,外业作业效率远高于地面三维激光扫描仪与全站仪.     

基于Imageware的鼠标复杂曲面反求设计

利用逆向软件Imageware对鼠标点云数据进行处理,划分特征线网格和曲面重构,然后利用三维软件UG NX进行鼠标复杂曲面的三维造型设计.讨论曲面反求设计主要涉及的技术问题,以及利用逆向工程技术检测曲面拟合精度的方法.     

共轭凸轮轮廓线的反求设计方法

针对纺织机械中凸轮修复设计时手工测量绘制效率低且测量精度不高、曲线的光滑程度和再修改上也存在很大缺陷等问题,提出了一种按逆向工程原理,利用三坐标测量仪及AutoCAD、Pro/E等分析绘图软件进行凸轮轮廓曲线的逆向分析、修复和绘制的方法.工厂实际运行结果表明:由该方法加工出的凸轮满足了生产工艺要求,振动及噪音明显降低,该方法可为类似凸轮设计提供借鉴.     

采用相关要求零件检测方法的探讨

本文通过分析采用相关要求的零件的合格条件及采用最大实体要求而对形位公差没有进一步要求的零件的检测方法,指出了当前在测量中存在的的主要问题,即只用位置量规进行检测是欠准确的,提出了必须再测量零件的实际尺寸,并同时判断其是否超出最大实体尺寸的检测方法.利用该方法测量得到的结果才更准确可靠.     

大型景观测绘中激光扫描的精度控制

激光扫描在复杂场景测绘中应用日益广泛,但是,点云配准精度较传统控制测量低。本文研究了将传统的控制测量应用到激光扫描测绘中的方法,可以减少因测站点增多带来的配准误差累计,从而提高点云配准精度,并以颐和园佛香阁三维建模的项目为例,对大型景观测绘中三维激光扫描精度控制的方法进行了研究及应用。     

双目视觉传感器的自动标定

双目视觉传感器在三维激光扫描测量中已得到广泛应用，其标定的简易与精确程度直接影响了三维激光扫描测量仪的使用。利用含有多个圆形标志的标定块以及两步标定方法，采用动态闽值分割，边缘提取，轮廓自动跟踪等技术，实现了对其自动标定。标定结果显示，自动化程度及标定精度较高，且具有较好的抗干扰性及稳定性。     

基于GOCAD的三维地形模型的构建方法

介绍了GOCAD软件的特点及利用GOCAD建立工程三维地形模型的方法.提出以GOCAD中的2D-GRID功能代替Curve功能建立三维地形实体的方法.以中钢集团赤峰市金鑫铜钼矿排土场为例,利用GOCAD建立了该场地的三维地形模型.实例分析表明,所建立的三维地质模型能良好地反映实际工程情况.     

浅析三维激光扫描技术在地下洞库工程中的应用前景

三维激光扫描技术是近年来发展起来的一项测绘技术,其又被称为"实景复制技术",该技术能够完整并高精度地重建扫描实物的空间三维形态,对扫描物体表面无需进行任何处理,真正实现无接触测量。在地下隧洞施工测量中,由于受到地下洞库施工工程中施工环境的影响,传统的全站仪作业模式在作业效率、测量精度、使用范围上均受到较大限制。作为海量坐标数据快速采集方式,三维激光扫描仪不仅可以应用于库容测量、模型建立、监控量测等方面而且在地质素描、洞库超欠挖等方面也可以发挥较大作用。     

三维点云数据采集与拼合技术的研究与应用

激光三维扫描技术在工程地质勘察领域的广泛应用,使得三维地质建模的过程中不免要处理大量复杂的点云数据,因此,如何对点云数据进行有效处理,是影响建模质量的关键。介绍了逆向工程的基本思想和激光三维扫描技术的应用方法,以及三维地质点云数据的采集方法和过程。在此基础上,重点阐述了对点云数据进行拼合过程的数值原理和实现方法,讨论了点云数据处理的发展现状、应用前景和推广价值。分析认为．综合应用曲面数值模拟、三维数字重构、图像算法分析、程序可视化等方法,可以有效完成点云数据的处碑和分析,满足三维地质建模的要求。     

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制，利用PhotoModeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.     

激光全息军用关键部件三维变形及应力测试

三维形变和三维应力测量一直是结构工程领域的重要研究课题。本文基于数字全息原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维物体变形的测量;基于四个干涉图法和Matlab软件编程,提出并实现了数字相移,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置;基于数字全息测得的变形量与有限元理论,利用Ansys软件编程,获得变形物体的三维应力的大小及分布,从而实现了数字全息三维应力测试。大量实验表明,此方法实验装置简单、测量精度高,变形测量可容易达到1/10波长,应力测量精度可达到1.535×10^5Pa。     

HDS4500三维激光扫描仪的地质工程应用

介绍了徕卡HDS4500三维激光扫描系统及相应处理软件Cyclone Scan,并通过实例介绍该系统在地质工程上的应用。从而发现徕卡HDS4500三维激光扫描系统在岩土工程、地质工程领域的工程测量及变形监测等方面有着巨大的应用潜力。     

基于逆向工程的汽车轮胎挡泥罩温控形变检测技术研究

汽车轮胎挡泥罩结构复杂,曲面很多,采用传统方法无法检测其温度发生变化时的形变。通过对汽车轮胎挡泥罩的温控形变检测实验,提出将逆向工程技术运用在其检测技术方法中,采用三维激光扫描仪Handyscan3D获取轮胎挡泥罩点云数据,将轮胎挡泥罩点云数据进行预处理,进而利用NURBS方法在CATIA V5软件平台上重构轮胎挡泥罩三维模型。就逆向结果对比标准数据进行精度分析,获得符合精度要求的轮胎挡泥罩拟合精度,确立该检测技术的正确性及实用性,并在此基础上进行形变后的汽车轮胎挡泥罩检测以获取其温控形变参数。     

基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。     

复杂造型大跨度网架施工测量技术

结合具体工程实践,介绍了大型复杂网架的施工测量技术,给出了一种高精度、方便快捷的网架节点球空间定位测量方法,该方法能够提高测量的数字化和自动化程度,满足了复杂钢网架结构的安装精度要求,保证了工程的顺利实施.     

基于GeomagicStudio的汽车车身逆向建模技术的研究

运用三维软件和逆向建模技术相结合的方法,进行车身设计与优化,大大缩短了汽车设计制造周期。研究了汽车车身的逆向建模技术,通过光学扫描仪测量获取某国产汽车表面的云状数据,利用Geomagic软件对测量数据进行处理,并基于NURBS曲面造型对车身表面优化重构,最后在UG中完成了车身的曲面建模和分析。