ATOS逆向设计前景-ATOS三维扫描检测逆向设计前景-东莞ATOS三维扫描检测逆向设计

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ATOS三维扫描检测逆向设计前景

ATOS三维扫描检测逆向设计前景

一、ATOS三维扫描检测通过图像 的处理 识别获得 5个 以上的相同编码 点在两幅相关 图 像中的像坐标,然后运用摄影测量理论 ,根据两 幅图像 中编码 点的 像坐标 来确定两次拍摄 中相机 的一个 空间变 换,就获得 了一个 已知 的空间坐标系,从而根据空 间的拓 扑关系来 拟合 不同图像 中的同一 个参考点 。

这样经过 多幅数字 图像就可 以获得所 有参考 点的在 同一 空间坐标系下的坐标。 


二、 贴和测量车身 Mark标记点 对于汽车车身的逆 向测量 ,比较常用的是采用结构光的照相法, 其测量核心就是 点云 片的拼接 技术 ,拼接点云就需要在车身表面贴 Mark标记 点,它实际上是后序测量 的点云片的拼接所用 的定位点, 在贴点时 ,标记 点不 应贴成直线,贴标记点的原则是三维扫描 的每 幅画面 的范 围内应该 至少拥有四个标记点 ,四个标记点应分散 ,尽 量不要在孤立位 置和 曲率变化较大处。分散的 目的就是将来在依据 标记 点进行拼接 的时候,可 以将拼接误差尽量减小 ,标记点贴 的质 量 直接影 响测量 的精度 。


 三、汽车车身的曲面分 块、拼 接和点云数据 处理 汽车车身 内、外表面 由大小不 同、形状各异 的若干 自由曲面片 组成,曲面建模时,应先将这些复杂表面划分较简单 的自由曲面 , 分别拟 合重构 。车身表面可分为主要 曲面和过渡 曲面两类 。主要 曲 面是面积较大、 曲率半径较大 、曲率变化较平缓 的曲面 片,是汽车 车身的主体 :过渡 曲面是两个 (或 多个 )主要 曲面间的连接面 ,一 般形状狭长 、曲率半径较 小、曲率 变化较 大。过 渡曲面一般 分为两 类 :一类是各种倒圆 (等半径和变半径 ),另一类是两个 (或多个 ) 主要 曲面相接并保证 曲率连续 。第 二类 过渡面一般曲率变化大且截 面线形状复杂 。车身 外表 面逆 向测 量和 设计中,A 柱外表面、后围 转角面 、顶盖与侧面 交界处倒圆、发动机罩棱线等都是重要过渡曲 面 ,对整车造 型影 响较大。划分曲面片的主要依据是车身表面的特 征棱线 和曲面的曲率变化 车身表面的特征棱线分为清晰棱线和模 糊棱线 ,清 晰线是主要曲面的交线 ,它一般用来划分车身表面 的功 能区域 ,表现车身的力度 、动感等视觉效果 ;模糊棱线是主要 曲面 间用过渡曲面连接时形成的高光轮廓线 ,是 曲面建模过程 中相连主 要曲面的理论交线 。曲面分块是逆 向测量 、设计 的主体方案 ,对后续设计工作影响较大,起 到决定性作用 。 曲面分好块后 ,紧接着就是 曲面拼接 。曲面拼接是指将 光顺好 的主要 曲面用过渡 曲面连接起来,拼接处一般都是高光轮廓线或形 成 明暗对 比的部位 ,曲面拼接质量直接影响到车身整体视觉效果。 当采用 ATOS三维扫描仪测量时,标记点被测量后,一般在进行这部 分测量 的时候 ,对测量顺序就没有特别要求 ,因为测量的每一片点 云都是靠上面 的标记 点进行拼接的 。


四、测量时 ,测量的每一片点云至 少要包含 3~4个标记点 ,标记点包含 的越多,拼接 的精度越高 。由 于即使对于 同一个标记点 的两次测量也会存在测量误差 ,所 以在测 量点云拼接 的时候 ,点云 片上 的所有标记 点都要与测量好的标记点 框架相 匹配 ,这样测量误差就会减小 。


五、ATOS系统测量汽车车身 曲面 时,测 量技 术的关键 点包括 :

(1)测量 的角度与距离 ;

(2)测量环 境;

(3)测量的每 一片点云范围要包含尽量 多的标记 点;

(4)相邻 点云片的重 叠部分 以 30mm为基准即可。 数据处理是逆 向工程中的关键环节 ,它的结果将 直接影 响到后 期模型重构的质量。点云数据的预处理 ,包括躁 声点去除、过 滤、 稀疏、网格化、光顺 、点云 的稀疏 、补洞等。


六、ATOS流动式光学扫描仪是 目前逆 向工程领域中最优秀的点云数 据采集系统之一。本文以德 国 GOM公司的 ATOS系统为例,介 绍了 ATOS系统在汽车车身逆 向设计 中的应用 ,通过实践表明利用该系统 对汽 车外形进 行扫描 获得 点云数据 并通 过逆 向反求获 得外形 三维 CAD 模型 的方法可 以缩短汽车车身及外形产品的研发周期,提高生 产效率 ,节约成本和缩短 了产 品开发的周期 ,其测量范围大、速度 快 、易于实现 的优点得到充分体现 。可 以肯定 ,以光学扫描测量为 代表 的三维测量技术在整个机械行业 ,乃至整个逆 向设计等行业都 有 非常广 阔的应用前景 。


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