(鹽城工學(xué)院 吳衛(wèi)東)
Wd "<u2 4FrP%|%E~ 1 引言
(:Di/{i&r5 w3l2u1u 反求工程（或稱逆向工程）是一門發(fā)展迅速的新興技術(shù)。實(shí)物反求技術(shù)被用于基于已有產(chǎn)品實(shí)物的產(chǎn)品再設(shè)計(jì)，或?qū)σ恍o(wú)法用數(shù)字化手段直接表述和設(shè)計(jì)、而只能以實(shí)物形式表達(dá)的產(chǎn)品模型（如油泥模型）進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，以實(shí)施對(duì)這些產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造。例如，在對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈等飛行器的外型進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，完全基于實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到的實(shí)物模型無(wú)法直接用現(xiàn)有的CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行建模表述，因此，為了實(shí)現(xiàn)這些飛行器的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造，就必須利用實(shí)物反求工程中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集技術(shù)將實(shí)物模型轉(zhuǎn)換為CAD模型。目前，實(shí)物反求技術(shù)已在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品維修、產(chǎn)品在線檢測(cè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。
=`Ii ?xo %d?.v_Hu0 在實(shí)物反求工程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)象數(shù)字化，必須利用相應(yīng)的測(cè)量或掃描設(shè)備對(duì)產(chǎn)品三維實(shí)物模型進(jìn)行測(cè)量或掃描，以獲得實(shí)物模型的空間拓?fù)潆x散點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)云。因此，點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集是實(shí)物反求時(shí)首先必須完成的工作。在各種實(shí)物測(cè)量技術(shù)中，近年來出現(xiàn)的光學(xué)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集技術(shù)具有測(cè)量效率高、數(shù)據(jù)完整性好、適用范圍廣、可采集數(shù)據(jù)范圍寬（從數(shù)毫米至數(shù)十米）等諸多優(yōu)點(diǎn)。
&JMp)zaI[ z5.Uv/n\1 近年來，國(guó)內(nèi)不少高校和科研院所對(duì)實(shí)物反求技術(shù)進(jìn)行了大量研究和開發(fā)，并在一些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破。通過自主開發(fā)和技術(shù)合作，國(guó)內(nèi)在接觸式測(cè)量技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用上已日趨成熟。但對(duì)于非接觸測(cè)量的光學(xué)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集技術(shù)，目前還很少見到有國(guó)內(nèi)研制開發(fā)的成熟產(chǎn)品及其在汽車、模具等行業(yè)成功應(yīng)用的公開報(bào)道。為促進(jìn)對(duì)光學(xué)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集及處理技術(shù)的研究與開發(fā)，并提供對(duì)外技術(shù)服務(wù)，我校引進(jìn)了國(guó)外某公司生產(chǎn)的流動(dòng)式光學(xué)掃描設(shè)備。在設(shè)備使用過程中，經(jīng)常因操作失誤、調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛟斐蓽y(cè)量誤差過大的問題。為了透徹消化國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，筆者結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)此進(jìn)行了研究和分析，并提出了相應(yīng)的解決方案。
X<G"Ga L SFqY*:svOw 2 測(cè)量誤差主要表現(xiàn)形式
"[h9hoN R(p`H}^ （1）采集數(shù)據(jù)缺失或數(shù)據(jù)密度達(dá)不到要求。用這種不完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云擬合，誤差較大，難以達(dá)到要求的測(cè)量精度。
{<ms;Oi' （2）對(duì)同一表面的數(shù)據(jù)采集結(jié)果表現(xiàn)為多層點(diǎn)云。這種情況往往出現(xiàn)于被測(cè)對(duì)象為大型工件或工件為透明物體時(shí)。
Nini8@d （3）單幅采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響整體測(cè)量精度。
]M3 V]m （4）累積誤差過大，使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)明顯偏差。
D!7-(3R （5）點(diǎn)云拼接錯(cuò)誤，導(dǎo)致較大測(cè)量誤差。
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nx3# < （6）測(cè)量結(jié)果中粗大點(diǎn)(噪音)數(shù)據(jù)過多。
x -;tV=E} m8[XA!, 3 誤差原因分析及提高精度的對(duì)策
PU 8>.9x NJ]AxFG 筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，通過測(cè)試分析，將產(chǎn)生較大測(cè)量誤差的主要原因歸納為：標(biāo)定不當(dāng)、標(biāo)尺使用不當(dāng)；測(cè)頭鏡頭組合選擇不當(dāng);測(cè)量順序不當(dāng)；測(cè)量策略選擇不當(dāng);工件表面標(biāo)志點(diǎn)安放不當(dāng)；測(cè)量過程中操作不當(dāng)；工件被測(cè)表面預(yù)處理不當(dāng)；后處理不當(dāng)；測(cè)量環(huán)境選擇不當(dāng)?shù)�，現(xiàn)分別分析如下：
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