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銅陵逆向畫(huà)圖工程的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

  數(shù)據(jù)的采集是指通過(guò)特定的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法獲取產(chǎn)品表面離散點(diǎn)的三維幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)。高效、準(zhǔn)確地采集到產(chǎn)品表面的三維幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)逆向工程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)測(cè)量的方式不同，可以將三維測(cè)量設(shè)備分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)型。

    1．1接觸式測(cè)量系統(tǒng)

    接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Coordinate Measure Machine，CMM)可謂接觸式測(cè)量的代表。接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常是基于受力變形的原理，通過(guò)探頭測(cè)取三維幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)。操作者事先設(shè)計(jì)規(guī)劃好測(cè)量途徑與方式，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)便會(huì)按照所指定的路徑測(cè)取三維幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量較穩(wěn)定，易于定位，測(cè)量精度高，對(duì)被測(cè)物體的材質(zhì)和色澤沒(méi)有特殊要求。其主要缺點(diǎn)是測(cè)量效率低，測(cè)量探頭的半徑必須進(jìn)行補(bǔ)償，并且有可能會(huì)出現(xiàn)探頭測(cè)不到的盲區(qū)。使用自動(dòng)測(cè)量還有較多的參數(shù)必須決定，包括探頭形狀和大小、掃瞄間隔、步進(jìn)距離、誤差容許量、掃瞄速度、掃瞄方向等，這些都過(guò)分依賴(lài)操作者的經(jīng)驗(yàn)，特別是在測(cè)量復(fù)雜產(chǎn)品零件時(shí)，確定最優(yōu)的采樣策略和路徑較困難。另外，由于存在測(cè)量力，接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)無(wú)法在一些軟質(zhì)表面進(jìn)行測(cè)量。

    1．2非接觸式測(cè)量系統(tǒng)

    非接觸式測(cè)量根據(jù)測(cè)量原理的不同，大致有光學(xué)測(cè)量、超聲波測(cè)量、電磁測(cè)量等方式。在逆向工程中最為常用是較為成熟的光學(xué)測(cè)量方法。其可分為：①基于光學(xué)三角形原理的激光掃描法，即三維掃描儀；②基于相位偏移測(cè)量原理的莫爾條紋法；③基于工業(yè)CT斷層掃描圖像法；④立體視覺(jué)測(cè)量方法。使用非接觸測(cè)量產(chǎn)品零件測(cè)量速度快，不需要進(jìn)行探頭半徑補(bǔ)償。由于不存在測(cè)量力，可對(duì)橡膠、油泥、人體頭像或超薄形物體進(jìn)行掃描。但工件坐標(biāo)定位較困難，測(cè)量精度較低，陡峭面不容易測(cè)量，另外被測(cè)產(chǎn)品零件表面特征(顏色、反光度、粗糙度、形狀等)對(duì)測(cè)量的精度影響較大。