基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型构建

为精准控制航空发动机叶片型面数据,设计出更符合实际应用需求的发动机叶片,针对基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型构建方法展开研究;按照逆向工程原理,采集三维数据样本,并根据误差修正条件,定义发动机叶片三维数据的拓扑关系,从而分析三维数据样点的邻域形式,实现航空发动机叶片三维数据的邻域构建;实施对三维数据的点云拼接处理,遵循三维拟合原则,提取完整的发动机叶片边界,再根据三维重建节点配置需求,确定重建四元数的取值范围,推导具体的重建模型表达式,完成基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型的构建;实验结果表明,上述模型的应用可以保证建模时标志点、三维重建后标志点间的坐标误差不超过0.5 mm,符合精准构建航空发动机叶片的实际应用需求。

建筑物点云数据拼接模型及拼接精度分析

激光雷达进行扫描时,将扫描目标的形态信息记录下来形成点云数据。在实际扫描目标建筑时,通常受到视角和工作环境的限制,因此会在不同角度对目标建筑进行多次扫描,并将多视角点云信息进行拼接后,得到目标建筑的完整点云信息,点云数据的拼接质量对三维重建模型的精度有直接影响。在使用车载激光雷达扫描时,由于GPS可以实时获取大地坐标信息,因此,利用此信息可以将不同视角的点云数据整合到全局坐标系中,从而完成较高精度的点云拼接工作。

基于改进3D-Harris角点检测算法的电厂地下管廊点云拼接方法研究

提出一种基于改进3D-Harris角点检测算法的电厂地下管廊点云拼接方法。以电厂地下管廊多组海量点云数据为分析对象,利用主成分分析法获取目标检测点在邻域点云微切平面上的法向信息,进而提取点云的边界点;构建基于目标检测点法向信息的协方差矩阵,计算并比较其角点响应强度函数,从中选出部分待筛选点作为真伪角点检测对象;利用基于高斯曲率极值点的伪角点检测方法,滤除伪角点并筛选出真角点;最后通过快速点特征直方图方法匹配各组点云间的相似角点,利用最近点搜索点云配准算法实现地下管廊多组点云间的拼接,并与传统3D-Harris角点检测算法的结果进行比较。对比表明,所提出算法计算耗时短且角点提取正确率高,可实现电厂地下管廊海量点云的精确拼接。

巡检机器人数据处理系统在电缆排管工井验收中的开发与应用

城市电缆排管工井及变电站地下室等相关建筑空间狭小、光线差,验收过程存在不便和安全隐患。本文设计了一款搭载深度相机Azure Kinect的巡检机器人,可自动采集地下电缆工井内昏暗环境的深度图像数据和彩色图像数据。同时开发了一款数据处理软件,通过对原始数据的点云生成和拼接融合处理,构建出地下电缆排管工井的三维虚拟模型,并对该三维点云数据进行去噪、采样和平滑等处理,得到较为精确的数据模型,最后通过测量三维模型相关结构参数与工程数据对比,判定验收结果,检验工程项目质量问题,完成验收工作。

基于激光点云数据的遥感图像目标融合技术

不同遥感图像之间存在特征差异性,且图像含有噪声,对融合过程造成了干扰,影响最终融合结果的准确性。基于此,提出基于激光点云数据的遥感图像目标融合方法。对遥感设备获取到的点云数据预处理,去除噪声点;从个体特征和群体特征两方面提取遥感图像目标特征,并将其关联;通过合理分配两幅待融合图像的权重系数,使拼接缝平滑过渡,完成遥感图像目标融合。通过对比实验测试可知,所提方法取得的目标点融合精准,拼接缝不明显,融合效果较好,所提方法的熵、峰值信噪比较高,体现了遥感图像目标融合的优异性能。

三维激光扫描无标靶拼接技术在隧道测量中的应用

本文利用三维激光扫描仪,以某高铁隧道项目为研究对象,通过制定扫描计划,快速获取隧道内高密度点云数据;利用无标靶拼接技术,通过测站点云建立、点云拼接、精度校核及点云去噪,提取隧道的数字孪生模型,并应用于变形监测、厚度检测等。研究结果表明,本文提出的扫描计划及无标靶拼接技术可以快速完成隧道内三维激光扫描和数据处理工作,所得数据满足监测使用要求,整体隧道点云精度可控,能够提取隧道全生命周期的数字孪生模型,对今后隧道施工有较好的借鉴作用。

手持式激光扫描系统及其应用

产品的数字化是实施逆向工程中首要而关键的一步,数据采集的效率和质量直接影响着后续逆向工程内容的展开。手持式激光扫描系统因为具有便携性和自定位功能而带来更广泛的应用。介绍了手持式激光扫描系统的组成与应用特点,结合两个典型的汽车零件实例,详细分析了该系统采集点云数据的方法。

基于ICP算法的人体三维点云数据的拼接技术

本文针对实体模型和真实的人体对象表面光滑,不好寻找控制点的问题,给出基于三维特征点ICP算法,通过提取对配准数据轮廓描述较好的三维特征点来减小计算量。实验结果表明,提出算法配准所需时间减小,且配准精度也较高。

多片点云数据拼接处理技术的研究

在利用三维激光扫描技术进行逆向建模过程中,点云数据的质量直接决定着模型的质量,而多片点云数据拼接处理的优劣又影响着点云数据的质量。通过对多片点云拼接原理的研究,提出了不贴反光片的"三点法"拼接处理方法,该方法只需找出多测站扫描的点云数据中的三个公共点可进行点云数据处理,解决了以往的"三点法"处理手段下建筑物必须贴反光片的难题。利用该方法首次对大型钢桁架桥梁的点云数据拼接处理,拼接完成了该大桥的完整点云数据模型,其精度满足逆向建模的精度要求。

基于图形的点云数据拼接方式研究与应用

反求设计是再现实物模型原型的数字化设计过程。在反求设计中,由于实物模型的点云数据往往不能一次测量完成,多次测量的点云数据需要通过数据拼接来达到数据统一,坐标一致。数据拼接的精度关系到测量的点云数据的精度,从而最终影响反求的三维模型的准确性。通过对点云数据拼接方法研究,结合正向设计中的几何约束对齐方式,采用基于几何图形的数据拼接方式,通过几何图形的完全对齐,实现多次测量的点云数据精确拼接,实践证明该方法在保证点云拼接精度上是切实可行的。

基于机器人与激光传感器的点云快速拼接

三维激光扫描技术作为一种快速获取物体表面模型的技术,具有采集速度快,无需接触测量目标等优势。介绍了一种工业机器人结合三维激光扫描获取点云数据的系统的搭建方法,通过激光器获取得到点云数据,然后利用机器人给出的四元数得到两组点云之间的刚体变换关系使两组点云数据统一到相同的坐标系下,完成点云数据的快速拼接,方法简单快速,不受被扫描物形状大小的限制,可实现被测物的快速扫描及点云数据的快速拼接。

基于特征点提取的人体三维数据拼接技术

针对人体对象表面光滑,不好寻找控制点的问题,本文给出基于三维特征点的人体数据拼接算法,通过提取对配准数据轮廓描述较好的三维特征点来减小计算量。实验结果表明,提出算法配准所需时间短,配准精度高。

手持式激光扫描仪激光点云数据拼接方法

现有的手持式激光扫描仪在使用过程中多使用定位标志点,会遮盖部分数据。针对此问题,基于单应矩阵和霍夫直线提取提出了一种新的线结构光点云数据拼接方法,可以避免在扫描过程中粘贴标志点。实验结果证明,该方法能准确得到目标三维点云数据,拼接误差小于1 mm。

三维激光扫描仪在道路工程中的应用分析

三维激光扫描技术作为目前测绘领域的新技术之一,具有非接触测量、采集速度快、数据精度高等特点。它是继GPS后的又一项测量技术革新。本文以三维激光扫描仪在道路工程中的应用分析为例,选取甘肃省兰州市某一新建环城路为分析对象,对其进行实地三维扫描,详细地介绍了点云数据拼接、坐标转换以及利用三维激光扫描数据生成道路图的整个过程,并进行两种数据的精度分析,对比得到其测量精度。

基于三维可视化模拟的变电站构筑设计研究

为改善传统变电站三维建模耗时长、交互性低功能不可拓展的问题,提出了一种基于三维可视化技术构建智能变电站的方法。在模型构建方面:采用三维激光扫描仪进行物体表面的点云数据采集,通过拼接技术、模型渲染技术对复杂物体模型进行精细化处理;采用“组合”形式建立智能变电站的整体模型,完成变电站设备的可视化组件构建。在变电站组件通信方面:根据智能电子设备能力描述(ICD)文件、全站系统配置描述(SCD)文件的解析,进行二次设备的通信模型和拓扑结构;基于电力系统自动化领域全球通用(IEC61850)库进行可视化组件通信模块,实现设备位置运行信息的交互。研究结果表明,通过利用三维可视化技术,有效提高了变电站三维模型构建的效率,实现了多维角度下的模型细节展示和系统二次设备间的信息交互。该研究成果对于后续智能变电站的远程监控和操作,以及智能变电站的仿真学习具有重要意义。

三维多站点云拼接新技术在文物保护中的应用

三维激光扫描技术是一项新型的立体测绘技术,具有高效率、高分辨率、高精度、高穿透性等优点,在变形监测、灾害监测、三维重建、文物保护、数字城市等方面应用前景广泛。本文对三维激光扫描中的三维点云拼接技术的难点进行了方法性的研究,提出了新的点云拼接方法,通过实例应用天宝Surphaser对扫描的数据进行拼接处理,比较各种拼接技术精度的高低,得出相应结论,该方法可以很好地应用于文物保护等领域,具有十分重要的参考意义。

机载激光雷达技术在山区河道水电工程测绘中的应用

在工程测绘阶段,受原始扫描数据质量的影响,最终的测绘误差较大,为此,提出机载激光雷达技术在山区河道水电工程测绘中的应用。借助激光雷达在数据扫描阶段的精度优势,将其嵌入到无人机中,实现对目标范围数据的采集,并通过设置标靶,实现对采集数据的校正。在山区河道水电工程模型绘制阶段,采用点云滤波的方式去除原始数据的噪声,再利用点云拼接的方式实现对工程模型的构建。在测试结果中,设计工程测绘方法下的误差始终稳定在1 m以内,具有较高的可靠性。

基于激光三维扫描的旋回破碎机衬板测量方法及其应用

旋回破碎机的衬板为耐磨件,承担着保护破碎机本体的作用,但破碎机工作一定时间后,需要更换磨损的衬板。目前矿企都凭借经验定期更换衬板,缺乏量化衬板磨损值的手段。对此,采取了激光三维扫描对衬板进行测量,生成点云数据,对点云数据进行数据拼接拟合,并与衬板的原始模型进行比对,计算出磨损值,进而计算出需要更换衬板的时间,避免了不必要的停机,极大地提高了矿山企业的设备利用率,提高了产能和效益。