基于三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)云拼接對(duì)齊方法

1、基于三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)云拼接對(duì)齊方法本文選用Imageware軟件中適合上述算法的混合對(duì)齊模式，即將一個(gè)實(shí)體群組與另一個(gè)實(shí)體群組通過(guò)匹配將對(duì)應(yīng)的實(shí)體對(duì)齊。采用混合對(duì)齊，對(duì)齊的兩塊點(diǎn)云須至少有三個(gè)公共點(diǎn)。對(duì)于外表有許多貫穿孔的零件，可以用孔的中心為三個(gè)公共點(diǎn)來(lái)進(jìn)行對(duì)齊。掃描測(cè)量出零件的內(nèi)、外外表點(diǎn)云后，通過(guò)擬合出外外表點(diǎn)云上三個(gè)孔的圓，以及內(nèi)外表點(diǎn)云上對(duì)應(yīng)的三個(gè)孔的圓，然后再用混合對(duì)齊模式中的點(diǎn)對(duì)齊，通過(guò)對(duì)應(yīng)三個(gè)圓心兩兩對(duì)齊即可，如例電開(kāi)工具外殼，都帶有許多貫穿的螺釘孔，可以采用零件本身的三個(gè)孔的中心來(lái)拼接對(duì)齊，如圖1所示。圖1 電開(kāi)工具外殼但對(duì)于大多數(shù)零件，可能找不到三個(gè)公共點(diǎn)，這時(shí)可以設(shè)法加上三

2、個(gè)公共點(diǎn)。一般的方法是貼上固定球。這里提出一種新的方法：粘貼固定孔。自制三塊帶圓孔的薄壁塑料片，用模具膠水把它粘貼在零件的分型面的不同位置上。以掃描玩具鴨身為例，粘貼方法如下圖。圖2 塑料片粘貼例如從圖中可以看出，這樣粘貼塑料片，不管是掃描外外表還是內(nèi)外表，三個(gè)孔都能掃到。因?yàn)槭潜”谒芰掀屎穸扔绊懣梢院雎圆挥?jì)，我們可以通過(guò)外外表點(diǎn)云的三個(gè)孔的中心與內(nèi)外表對(duì)應(yīng)三個(gè)孔的中心對(duì)齊，來(lái)拼接點(diǎn)云數(shù)據(jù)。實(shí)踐證明，粘貼固定孔比固定球更方便、易操作。下面以沒(méi)有貫穿孔的玩具鴨身的內(nèi)、外外表掃描并對(duì)齊為例，描述具體的實(shí)施過(guò)程，有貫穿孔的零件對(duì)齊方法同理，具體實(shí)施過(guò)程如下：(1)在玩具鴨身有分型上用模具膠水貼上

3、三塊自制的帶孔的薄硬塑料片，并噴上顯影劑。(2)為了使掃描出的點(diǎn)云質(zhì)量高，沒(méi)有孔洞，把標(biāo)志點(diǎn)貼在工作臺(tái)上，如圖3所示圖3 標(biāo)志點(diǎn)粘貼(3)掃描出零件的外外表點(diǎn)云，保存文件名為External.acs，如圖4所示。掃描出零件的內(nèi)外表點(diǎn)云混合對(duì)齊，保存文件名為Internal.acs，內(nèi)部點(diǎn)云有筋板和支柱，如圖5所示。圖4 外外表點(diǎn)云圖5 內(nèi)外表點(diǎn)云(4)把屢次掃描的原始數(shù)據(jù)External.acs讀入 Imageware 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)去點(diǎn)云合并、除噪聲點(diǎn)、數(shù)據(jù)采樣、點(diǎn)云分塊等處理后，通過(guò)點(diǎn)云擬合命令，擬合出三個(gè)圓InCircle、InCircle2和InCircle3，如圖6所示。(5)調(diào)入Inte

4、rnal.acs，對(duì)Internal.acs采取第(4)步同樣的操作擬合出三個(gè)圓InCircle4、InCircle5和InCircle6，如圖7所示。(6)針對(duì)External.acs點(diǎn)云上的擬合出的圓InCircle、InCircle2和InCircle3創(chuàng)立隸屬于External.acs點(diǎn)云的實(shí)體群組，選擇 Imageware 中的混合對(duì)齊模式， 軟件自動(dòng)以External.acs點(diǎn)云上的三個(gè)圓(InCircle、InCircle2和InCircle3)的圓心為來(lái)源對(duì)象，以Internal.acs點(diǎn)云上的三個(gè)圓(InCircle4、InCircle5和InCircle6)的圓心為目的對(duì)象

5、，開(kāi)始進(jìn)行三片點(diǎn)云的對(duì)齊，得到如圖8所示的最終對(duì)齊結(jié)果。圖8 點(diǎn)云對(duì)齊結(jié)果3結(jié)論逆向工程的第一步就是實(shí)現(xiàn)實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化模型，其主要過(guò)程包括：點(diǎn)處理、曲線處理和面處理過(guò)程。上述多視拼合是逆向工程技術(shù)中數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文基于逆向設(shè)計(jì)軟件imageware提供的對(duì)齊技術(shù)，對(duì)于本文的多視數(shù)據(jù)采用混合對(duì)齊模式進(jìn)行多視拼合，在誤差允許范圍內(nèi)對(duì)于解決基于自由形態(tài)曲面的配準(zhǔn)問(wèn)題，具有很好的效果，可以快速完成多視數(shù)據(jù)拼合，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)的完整模型。獲得完成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，再按照點(diǎn)線面的根本步驟就可完成模型重構(gòu)，本文在具體曲面重構(gòu)方面不作詳述。完成模型重構(gòu)后，可快速成型或進(jìn)行模具加工，形成模具型芯和型腔，注塑成型出塑件成品。參考文獻(xiàn):【2】任正義劉靜娜基于I