激光熔覆與再制造過程中的三維模型重構(gòu).pdf

1、隨著激光技術(shù)、三維重建技術(shù)、智能加工技術(shù)的快速發(fā)展,激光表面熔覆與再制造技術(shù)在航空航天、能源設(shè)備、汽車、造船等高新技術(shù)行業(yè)有著極為重要的應用。在激光熔覆與再制造過程中,點云的拼接和重建算法依然不成熟,因此研究新型并適應激光熔覆、修復與再制造過程的三維重建算法具有重要的工業(yè)應用意義。
　　文中在了解近年來國內(nèi)外學者在三維數(shù)據(jù)點云的拼接和重建算法研究現(xiàn)狀后,針對焊接機器人需從三維模型獲取位置和姿態(tài)參數(shù)的特點,提出了基于曲率和法矢量進行

2、初次拼接以及基于改進ICP算法進行二次拼接的點云拼接算法、基于掃描線的點云重建算法。在點云拼接算法中,首先由點云的曲率和法矢量缺點初次變換,并對不同視野下點云進行初次拼接,初次拼接后的點云具有相近的初始位置,可滿足ICP拼接算法對點云初始位置的要求,然后綜合ICP拼接算法中最近點求取方法中的點到點和點到面方法的優(yōu)點,改進 ICP拼接算法,并用改進的ICP算法進行點云的二次拼接。在基于掃描線的點云的重建算法中,首先計算滿足幾何匹配約束條件

3、的關(guān)鍵點,并由這些關(guān)鍵點構(gòu)成重建的支架,然后在每條掃描線上的兩個關(guān)鍵點之間,按等弧長比法在掃描線上添加對應點,以提高重建精度,最后采用最小跨距的啟發(fā)重建方法重建點云。
　　對某型號的車身模具,經(jīng)點云的拼接和重建算法重構(gòu)出其三維模型,對比重建模型和標準模型上表面點的坐標差值、標準偏差、最大偏差以及模型的三維尺寸。輸出重建的三維模型,規(guī)劃熔覆路徑,并歸一化點的法向量,獲得機器人的位置和姿態(tài)參數(shù),在適當?shù)墓に噮?shù)下進行相應的激光熔覆試驗