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| 仅用一台三维扫描仪如何测量大型模具 | |
| 沈阳百格机器人有限公司 李刚 | |
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在扫描大型件时，不用三维摄影测量系统，如何利用拼接技术把几十幅到上百幅从不同方位扫描测量到的点云图像拼接成一个物体完整的高精度的点云，这对所有的三维扫描仪生产厂家都是一个巨大的挑战。德国博尔科曼的扫描及拼接软件OPTOCAT就能完成这一任务。
传统的测量大型物体方法是先贴标记点，然后利用三维摄影测量系统对被测物体从不同方向和位置进行拍照，软件自动计算出标记点的位置。这里也要采用拼接技术把各自的标记点位置数据拼接起来，构成一大型物体整体的3D形状。这里的3D形状就是标记点的3D位置信息。然后再用三维扫描仪从不同的位置，方向对物体进行扫描。每相邻的两幅扫描至少要有三个标记点是公用的，在两次扫描中都出现。软件利用这三个共同标记点把两幅点云数据自动拼接合成在一起。但常见的拼接技术在超过三幅点云时误差就会太大，无法应用，所有大型物体的扫描基本上是用一台三维扫描仪和一台摄影测量系统来组合共同完成。
但作为三维扫描测量行业的开拓者及领军企业，德国博尔科曼公司的拼接技术不仅拼接非常快，而且拼接的非常精确。例如在奥帝利萨尔斯堡对大约直径15米，高15米的喷泉建筑进行3D扫描，最后数百幅点云拼接误差小于1mm。
上周我们给辽宁东北模具有限公司扫描测量一个安全门的大型冲压模具，整个模具由一些小模具组合而成。其中一个部分大约1.1米长的模具。我们要对五个面进行精确的扫描。我们在地面上放支撑两个板子，然后把模具放到两个板子上。我们采用smartSCAN 3D-HE系统，测量范围为400*500mm，采用贴标记点方法来拼接。我们就从不同方向扫描了10幅点云图像，软件OPTOCAT 64自动完成对接，总长大约1100mm, 最后拼接的误差为0.029mm。图2是拼接合并后的点云图像。在拼接时设置成利用1/36的像素，搜索区域为1.950平方毫米，最大递归匹配次数为30次。对应0.029mm的拼接误差我们的用户非常满意，简直超乎他们用户的想象。6个模具部件要我们在两天内完成测量，我们一天就完成了。这里最费时的工作是四个人来搬运模具部件及清理其表面，而测量10幅点云数据时我们无法对20多公斤的模具进行运动，就只能移动扫描仪。用户在现场和我们一起测量，他们见我们任意移动扫描仪，而不影响精度几乎不敢相信自己的眼睛。德国博尔科曼扫描仪的扫描速度，拼接精度和牢靠便携性是他们见过的最优异的扫描仪。最后用户把19套类似的模具测量任务都给我们。
德国博尔科曼公司从1986年推出第一台3D扫描以来，到目前年销量300多台，应用在众多行业，Breuckmann在欧美日韩等发达国家几乎就是3D扫描仪的代名词，一直是行业领军企业。今天博尔科曼的三维扫描系统无论在机械结构，还是3D图像处理软件都继承了其20多年的经验，例如采用了非对称结构，加上微结构光专利和软件专利技术使其测量如钢板，铝板，硬币，火漆印章，车铣的零件，各种模具不喷显影剂也能很好地完成测量。此外在测量表面形状复杂的零部件时不仅精度高，而且测量速度更高。这些功能还体现在对环境光要求低，抗振动能力强，对车间现场的温度，粉尘和湿度使用性更好。在文物保护，数字化博物馆建立，发动机叶片扫描测量，大量汽车部件的扫描测量，还有医疗和动画等方面博尔科曼公司的各种扫描系统都有大量广泛的应用，我们非常愿意与广大朋友分享应用案例，分享我们的成功应用经验。
12/8/2009 | |
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