四軸三維激光測量系統(tǒng)及自動拼合技術研究.pdf

1、逆向工程是一門綜合運用計算機視覺、計算機圖形、控制理論、數(shù)字圖像處理、CAD/CAM、傳感器等各種先進理論、技術和方法的系統(tǒng)工程，是各學科交叉的前沿研究領域。逆向工程是當代先進制造技術的重要組成部分,在吸收國內(nèi)外的先進制造技術、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期以及降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮著重大的作用。
　　 本文在PowerRE-IA線掃描三維激光測量系統(tǒng)的基礎上完成了PowerRE-IB線掃描四軸測量系統(tǒng)的設計及開發(fā)。使測量系統(tǒng)由三軸變?yōu)樗妮S

2、，實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的自動拼合。三維數(shù)據(jù)點的質(zhì)量和數(shù)量直接影響著后續(xù)建模工作效果和效率，因此研究數(shù)據(jù)自動拼接技術有著十分重要的意義。本論文對旋轉(zhuǎn)工作臺標定、旋轉(zhuǎn)掃描拼合及逆向工程中的多視數(shù)據(jù)自動拼和技術做了較為深入地研究。
　　 對控制系統(tǒng)硬件進行分析、選擇，對運動控制器編程進行重點研究，并在此基礎上開發(fā)出旋轉(zhuǎn)測量系統(tǒng)配套軟件。
　　 對于旋轉(zhuǎn)工作臺標定，論述了標定原理，設計兩種標定塊，并且討論分析了三種標定方法。最后提出了

3、一種簡化的旋轉(zhuǎn)標定方案，該方案只需要一個標準球，通過旋轉(zhuǎn)工作臺帶動標準球旋轉(zhuǎn)及Z軸移動即可得到多個標定點。
　　 對于旋轉(zhuǎn)拼合，論述了旋轉(zhuǎn)拼合原理，研究了兩種旋轉(zhuǎn)掃描拼合方法——純旋轉(zhuǎn)掃描和混合掃描。
　　 針對迭代最近點距離(Iterative Closet Point，ICP)尋找對應點困難的問題，提出利用點云曲率確立對應點的方法，即首先對重合區(qū)域的數(shù)據(jù)點進行曲率和法矢計算，通過重合區(qū)域內(nèi)的點的曲率值及法矢尋找對應點