三坐標(biāo)與三維反求技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用
發(fā)表日期:2015年03月02日 點(diǎn)擊擊數(shù): 1060 次
三維反求技術(shù)在電子、航天、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,它主要是利用三坐標(biāo)測(cè)量作掃描的。采集的方式主要是利用安裝在儀器上的探針(stylus)逐點(diǎn)采集對(duì)象表面上的數(shù)據(jù)。
探針沿對(duì)象表面運(yùn)行時(shí),對(duì)象表面上反作用力使探針位移。位移是通過探頭內(nèi)的彈簧反映出來。連接彈簧的傳感器(transducer)便會(huì)測(cè)量位移的大少、方向等。之后便通過計(jì)算顯示各采集點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。
由于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì),采集數(shù)據(jù)精度高,對(duì)被掃描對(duì)象的表面的顏色及反射特性沒有特別要求。采集數(shù)據(jù)時(shí),探針是壓著被對(duì)象運(yùn)行的,所以一些材質(zhì)較軟的發(fā)泡膠等便不能準(zhǔn)確掃描,因?yàn)楸粧呙鑼?duì)象會(huì)被探針壓著而變形。探針經(jīng)常在堅(jiān)韌的對(duì)象表面運(yùn)行時(shí),容易磨損,所以須要經(jīng)常較正探針的直徑,維持一定的精度。由于它是逐點(diǎn)采集數(shù)據(jù),所以掃描速度相對(duì)較慢,主要是用來測(cè)量不太復(fù)雜,具有少量特征曲面的對(duì)象。
非接觸掃描方法
結(jié)構(gòu)光法的操作原理是把一定模式的光源,投射到被掃描對(duì)象的表面上,投射參考面光源,會(huì)被放在該位置的被掃描對(duì)象阻擋而發(fā)生變形,此時(shí)使用不同的鏡頭攝取不同角度的圖像,再分析變形的光源,就可計(jì)算出被測(cè)對(duì)象表面的整幅圖像的三維坐標(biāo)。結(jié)構(gòu)光法采用的光源以光柵影線較為普遍。目前分析光柵影線變形的方法主要有傳里葉及相移法。而相移法相對(duì)較為準(zhǔn)確,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量的速度很快、掃描的面積大、設(shè)備相對(duì)輕便方面攜帶、測(cè)量場(chǎng)地沒有特別要求。在汽車行業(yè),它普遍被用來掃描汽車的車身等大面積對(duì)象。
激光三角法
激光三角法是在被掃描物的表面用有規(guī)則幾何圖形的激光束,如點(diǎn)光源或線光源,進(jìn)行掃描,被掃描面便會(huì)形成漫反射光點(diǎn)、光帶,接著安裝在光路的圖像傳感器接收這光點(diǎn)、光帶,然后利用三角原理計(jì)算出被采集點(diǎn)的空間坐標(biāo)。激光三角法的技術(shù)成熟、被廣泛使用,掃描速度高、精度高。它的圖像傳感器體積細(xì)而輕,安裝方便。它甚至可以它裝在三坐標(biāo)上,安裝拆卸容易,這是它另一個(gè)特點(diǎn)。它也可以掃描材質(zhì)較柔軟的對(duì)象,如橡膠等。
三維反求技術(shù)的應(yīng)用
三維反求技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,一些高技術(shù)含量的航空、航天工業(yè),汽車工業(yè)都采用了這技術(shù)于產(chǎn)品研發(fā)及制造。在制造工業(yè)上,采集的數(shù)據(jù)用于模具制造,產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā),例如消費(fèi)性的電子產(chǎn)品等。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的技術(shù)應(yīng)用范圍廣,和三維反求技術(shù)的完美結(jié)合給航天汽車領(lǐng)域帶來了很大的收益。