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1、第13卷第4期计算机辅助设计与图形学学报Vol.13,No.42001年4月JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICSApr.,2001实物测量造型中的测量数据重定位方法金涛单岩童水光(浙江大学化工机械研究所CAD室杭州310027)摘要根据几何图形的坐标变换原理,提出了一种基于基准点的数据转换对齐方法.通过重复测量三个基准点,求出坐标旋转变换和平移变换矩阵.在误差分布不均匀的情况下,可采用最小二乘法计算点的最佳重合值.最后将此方法应用于摩托车外形
2、塑件的测量造型中,用以检验转换精度.得到的产品造型准确,配合轮廓贴合,达到了设计要求.关键词反求工程,测量数据对齐,最小二乘法中图法分类号TH391.72;TH163DMeasuringPointsRegistrationBasedonDatum-PointsinReverseEngineeringJINTaoSHANYanTONGShui-Guang(CADLaboratory,InstituteofChemicalMachine,ZhejiangUniversity,Hangzhou31002
3、7)AbstractForacquiringsurfacedataofsamplepartinreverseengineering,multiplescanningofmeasuringprocessisusuallyrequiredtoadapttotheconfigurationortopologyofthepart.Weproposeadatasetregistrationmethodbasedonthreedatum-pointswhicharemeasuredrepeated-lyind
4、ifferentcoordinatesystemstoformulatetherotationandtranslationmatricesfordatamap-ping.Least-squaremethodisutilizedtocounteractthemeasurementnoiseerror.Thisapproachwastestedonamotorcyclesurfaceclaymodel,theoverallshapeofreconstructedpartsurfaceisaccurat
5、eandfittingalongitsboundaryisfine,itmeetstherequireddesignprecisionwell.Keywordsreverseengineering,measureddataregistration,least-squaremethod数据(多视数据)的重定位.1引言另一方面,在反求工程中,具有规则外形的产品,其零件的测量建模能满足产品的整体装配要求.在产品外形的测量过程中,通常不能在同一坐但对于由自由曲面组成的、具有复杂外形的产品(如标系下将产品的
6、几何数据一次测出.其原因之一是汽车、摩托车的外形覆盖件,其外观的质量及零件的产品的尺寸超出了测量机的行程,二是在部分区域,配合轮廓的贴合、共线要求较高),由于测量及造型测量探头受被测实物几何形状的干涉阻碍,不能触过程中的误差,如果基于零件测量造型,在装配时会及产品的反面.这就需要在不同的定位状态(即不同出现配合边界不一致,贴合性不好,修改曲面边界会的坐标系)下测量产品的各个部分,称为产品的重定使曲面的光顺性变差等问题;另外,像汽车、摩托车位测量.而在造型时,则应将这些不同坐标系下的重的外形覆盖件,
7、出于美观的要求,外形应具有流线形定位数据变换到同一坐标系中,这个过程称为测量的特点,不同的配合零件的表面是由一个曲面经剪原稿收到日期:1999-12-28;修改稿收到日期:2000-04-10.本课题得到云南省自然科学基金(2000E0031M)资助.金涛,男,1964年生,博士,教授,主要研究方向为反求工程、CAD/CAE.单岩,男,1968年生,博士,副教授,主要研究方向为反求工程、CAM.童水光,男,1960年生,博士后,教授,博士生导师,主要研究方向为CAD/CAE.316计算机辅助设计与
8、图形学学报2001年裁、切割生成的,以保证曲面的完整性.在反求造型在实际情况中,由于存在测量误差,两次定位中设计时,数据测量必须采取整体装配测量的方案.由测得的A,B,C的相对位置不可能完全一致,因此于受到测量范围、探头布置位置以及产品的测量干得到的变换将导致被变换物体的变形.为求得最佳涉等的限制,产品装配状态下的数据测量也需要通的定位状态,可采用最小二乘法来处理误差问题.过多次测量才能实现.产品模型形状对齐定位主要用于处理模型的刚3最小二乘定位法体运动,以及刚性物体相对一个参考坐
