基于Kinect的再制造零件三維表面建模系統.pdf

1、再制造技術是以全壽命周期設計理論為指導，對廢舊零件進行修復或改造的工程活動的總稱。它具有高效、節(jié)能、節(jié)材的特點，是一種先進、環(huán)保的制造技術。再制造的第一步是檢測和評估零件的損傷程度，傳統的測量技術難以測量不規(guī)則的零件形貌，所以需要對零件進行三維建模。本文在分析各種三維建模方法后，使用新型傳感器 Kinect作為檢測手段，結合點云處理算法，建立了一個再制造零件三維建模系統。
　　研究了傳感器深度數據和三維坐標的轉換關系，發(fā)現采用標定

2、傳感器的相機參數、視場角計算兩種方法得到的轉換矩陣是一致的。根據轉換關系來構建零件的表面點云，獲得了傳感器的絕對精度與相對精度，測量距離為0.8 m時，相對精度達到±1 mm。
　　利用C++語言實現了ICP(Iterative Closest Point)算法，配準了不同拍攝角度下零件局部的點云，形成零件整體的點云模型；配準了損傷零件和完整零件的模型，將它們統一在同一坐標系下，并研究了兩種配準情況下ICP算法迭代的收斂速度。利用

3、C++語言實現了MC(Marching Cube)算法，點云模型經過MC算法處理，轉化為標準三維表面模型格式，如STL，OBJ等。
　　采用該系統對各種形狀的實物進行三維建模，試驗結果表明，該系統建立的三維模型和實物尺寸值相比，誤差為±1 mm。在此基礎上，開發(fā)了再制造零件點云的布爾減算法，對損傷零件模型和完整零件模型的點云進行運算，得到了缺損部位模型。本文還研究了采用不同數據結構時，布爾減算法的效率，發(fā)現 kd tree數據結構