一种三维交叠式建模方法技术

本发明专利技术公开了一种三维交叠式建模方法，运动系统控制线激光传感器以“弓”字形路径对配件进行高度信息采集；根据运动系统的移动速度、距离及线激光传感器参数生成每一次测量的激光阵列点云数据；通过交叠点云数据区域的重合特征对配件的单面点云进行拼接；依次完成剩余多个曲面的点云数据采集；根据距离权值优化ICP拼接算法进行点云的立体拼接；对配件的点云模型进行精简、三角网格化处理。本发明专利技术激光点云数据信息完整度非常高，和交叠率R

【技术实现步骤摘要】
一种三维交叠式建模方法
本专利技术属于航空航天配件损伤修复领域，具体涉及一种三维交叠式建模方法。
技术介绍
航空航天器件的大部分配件长期工作在高温高压的恶劣环境中，容易发生断裂、划道、形变等损伤。损伤配件的三维数字建模一直是其增材修复的关键步骤，模型的精度直接影响到熔覆制造的质量。现有技术中，模型的测量大体分为接触式与非接触式两类，包括：传统的接触式三坐标机测量法，测量过程需要频繁更换测针、工作效率低、易产生二次损伤；非接触式的基于立体视觉系统的散斑模式建模方法，针对如发动机叶片等光滑金属表面物体，反光线性严重、精度低；非接触式的基于结构光的光栅投影三维重建方法，稳定性受环境光干扰大、杂乱点云拼接方法复杂；非接触式的基于线激光的建模方法环境适应性好，但测量精度随测量范围增加大大的降低、阵列点云冗余数据量大。介于以上问题，会大大影响航空航天配件的数字模型精度和基于三维数字点云拼接处理的效率。传统线激光建模方法主要采用多轴运动系统配合线激光传感器实现，具体为将被测物体置于水平台上，驱动系统搭载激光对物体的各表面进行点云采集。之后，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维交叠式建模方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)根据航空航天配件的表面形状特征，按顺时针划分数个相连区域；/n步骤2)线激光传感器的光路根据沙姆定律和直射式激光三角法进行设计，标定后固定于多轴运动系统上；/n步骤3)所述配件放置于单轴旋转平台上，其轴心与所述线激光传感器零位置面重合；/n步骤4)所述运动系统控制所述线激光传感器以“弓”字形路径对所述配件进行高度信息采集，每次测量范围为A×B，每次平动距离为D，每次采样范围的交叠率

【技术特征摘要】
1.一种三维交叠式建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)根据航空航天配件的表面形状特征，按顺时针划分数个相连区域；
步骤2)线激光传感器的光路根据沙姆定律和直射式激光三角法进行设计，标定后固定于多轴运动系统上；
步骤3)所述配件放置于单轴旋转平台上，其轴心与所述线激光传感器零位置面重合；
步骤4)所述运动系统控制所述线激光传感器以“弓”字形路径对所述配件进行高度信息采集，每次测量范围为A×B，每次平动距离为D，每次采样范围的交叠率
步骤5)根据所述运动系统的移动速度、距离及所述线激光传感器参数生成每一次测量的激光阵列点云数据(xij,yj,hij),其中i和j分别表示点云块的序号和当前点云块中的帧序号；
步骤6)通过交叠点云数据区域的重合特征对所述配件的单面点云进行拼接；
步骤7)转动所述旋转平台，依次完成剩余多个曲面的点云数据采集；
步骤8)根据距离权值优化ICP拼接算法进行点云的立体拼接；
步骤9)对所述配件的点云模型进行精简、三角网格化处理，生成所述配件的三维数字模型。


2.根据权利要求1所述的三维交叠式建模方法，其特征在于：所述距离权值优化ICP拼接算法的技术步骤如下：
步骤81)设源点云集合为P＝{pi∈R3,i＝1,2,…,Np}，目标点云集合为Q＝{qj∈R3,j＝1,2,…,Nq}，集合中的元素为点的三维坐标向量，则ICP基于欧氏距离残差的最优化目标模型为式中，R和T分别为刚体变换中的旋转与平移矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海马，徐炜，张鹏程，徐斌，
申请(专利权)人：苏州飞特西普三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32