基于三维激光扫描的岩体结构面信息提取

以地下矿山工程中的岩体结构面信息为研究对象,应用三维激光扫描技术与地质构造分析相结合的研究手段,将岩体结构面信息提取和三维激光扫描技术进行系统集成.利用Z+Flasercontrol点云数据处理程序和Geomagic Studio逆向工程软件对围岩点云信息进行预处理.基于Java语言开发了由点云数据获取结构面信息的点云数据处理系统,并应用Dips地质构造分析软件分析结果,结合人工测量数据验证此系统的准确性与可行性.研究结果表明,和传统方法相比,该方法具有快速、自动、高精度和远距离测量的优点.     

基于三维激光扫描数据的不规则实体表面积和体积计算方法

根据特定工程精度的要求,实体表面的三维激光扫描数据可以划分成不同大小的有限元,用于工程不规则曲面的面积和土石方量计算.首先对扫描数据进行去噪、过滤,获取扫描实体表面点云数据,然后将实体分割成若干有限元;对实体表面的单元进行二次曲面拟合,获取了曲面特征参数,用积分方法计算实体表面面积和体积.该方法计算结果与传统方法的结果相比,体积精度比传统解算精度高出一个数量级,相对精度达到1∶20万.     

基于MIMICS的含内腔结构零件逆向设计

对具有复杂内腔结构的发动机零件实体进行了逆向工程设计.首先利用工业CT机对含有内腔结构的发动机零件进行扫描;将扫描的截面图片导入医学软件MIMICS中,并导出转换为STL格式的云点模型;利用大型设计软件CATIA的逆向设计功能,将云点图像转换为三维实体模型.通过上述方法,实现了对含有内腔结构的发动机零件进行了逆向设计,得到了发动机零件的实际结构尺寸,解决了激光扫描只能扫描零件外表面轮廓的不足,可用于其他具有复杂内腔结构零件的逆向设计.但由于CT扫描图片的精度偏低,因此,需对模型进行处理后才能用于工程实际加工.     

回转窑点云数据的曲面重建

针对形体较大、形状较规则的回转窑,很难用传统方法对其进行测量,可以采用三维激光扫描技术获取其点云数据,用逆向工程Geomagic软件对点云数据做建模处理,方便后续应用.针对某回转窑,阐述如何用Leica三维激光扫描仪获取其点云数据,然后用逆向工程软件Geomagic实现曲面重建和精度分析的具体过程.     

基于Geomagic的玩具虾逆向建模方法

通过三维激光扫描设备获得的玩具虾点云数据,利用逆向工程软件GeomagicStudio进行点云数据处理、多边形和曲面片的编辑处理而实现快速构建玩具虾NURBS曲面模型的方法。     

钝体结构倒U形梁气动特性试验和数值研究

为了探索有效的钝体结构气动特性三维数值分析方法,对钝体结构倒U形梁的气动特性进行了风洞试验和数值模拟研究.通过风洞试验得到与结构气动特性相关的气动力系数和颤振导数.利用二维或三维模型分别对结构的气动特性进行了数值模拟研究,并计算了相关的气动参数.计算过程中基于分块迭代耦合方法考虑流体-固体耦合效应,利用自编程序结合CFX软件实现不同物理场间的数据交换和传递,采用快速有效的网格移动控制算法处理移动边界问题.风洞试验测量和数值计算中均考虑了湍流效应,其中数值计算应用了k-ω剪切应力输运模型和分离涡模型.通过风洞试验测量与数值模拟研究可以发现,钝体结构倒U形梁的气动稳定性较差.对气动参数的计算结果表明,本文的三维数值计算方法可以有效地获取钝体结构的气动参数,在风工程领域具有重要应用价值.     

基于X射线的BGA空洞缺陷3D检测方法

目的对球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA)芯片中由于焊接过程中产生的气体未能及时逸出所致的空洞缺陷进行3D检测,以降低缺陷检测难度和提高准确率,为实现BGA产品的流水线检测奠定基础.方法利用X射线三维显微镜对BGA芯片进行扫描与重建得到3D模型,将模型等距切片后转为灰度图像,根据3D可视化结果和灰度直方图选择固定阈值进行全局阈值分割,将分割得到的二值图进行连通区域标记并计算各区域面积,最后采用积分法求取焊球和空洞体积并计算空洞率.结果与2D检测方法对比,该方法可以有效去除图像中的多元器件重叠的不利因素,可直接观察空洞缺陷的大小及位置;在BGA切片图像中标记分割阈值的等值面并测量焊球和空洞的直径,将测量结果与DR图像中的测量值对比,最大误差为3.726μm,表明该方法可以准确地分割焊球及空洞特征.结论该方法可以有效地检测出BGA中的空洞缺陷,并准确地计算出焊球和空洞体积及基于体积的空洞率.     

基于ABAQUS的陀螺仪模态分析

利用ABAQUS软件对某海军舰船陀螺仪进行了模态分析.采用三维实体单元离散陀螺球,建立了陀螺球的有限元分析模型.分析了该陀螺仪的垂直环前6阶固有频率及振型,为陀螺球响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据.     

逆向工程技术在文物保护中的应用方法研究

应用三维激光扫描技术对文物进行三维数字测量或扫描,通过曲面重建和实体重构,建立三维CAD模型,可准确真实地获取反映文物外形的三维数字化信息.讨论了针对不同外形文物采取正向建模与逆向建模的联合建模方法.     

汽车空调压缩机活塞圆柱度测量新方法

给出了圆柱度误差电容形面传感测量原理,运用ANSYS软件对三维实体多导体系统模型的部分电容进行数值分析。基于该原理研制的测量装置对某空调压缩机活塞圆柱度进行了可行性实验验证。     

一种牙冠预备体三维数字化模型的就位倒凹检测方法

基于三维扫描和逆向工程技术,研究牙冠预备体就位倒凹的检测及量化方法。在教学用标准牙列石膏模型上,对左侧上颌第一磨牙进行全瓷冠牙体预备。用牙颌模型三维激光扫描仪获取牙冠预备体三维点云数据,在交互提取牙冠预备体特征边缘线的基础上建立就位倒凹检测柱面。结果从牙冠预备体三维数字化模型,得到了就位倒凹的量化指标。说明应用逆向工程软件,初步建立了一种牙冠预备体就位倒凹的定量检测方法。     

基于移动二维激光扫描的单木三维绿量测定

【目的】单木三维绿量的有效测定为森林资源调查、森林生态环境效益评价、林业精准管理提供有用信息,对现代林业发展具有重要意义。为提高单木三维绿量测量效率与测量精度,提出一种基于移动二维激光扫描的低成本单木三维绿量测定方法。【方法】采用二维激光扫描仪对单木进行多角度直线扫描,获取树冠三维形貌信息;融合不同角度的采集数据,建立激光扫描线的向量参数方程;建立树冠体素模型,将待测空间离散化为体素,体素尺寸与扫描系统分辨率一致,以未被扫描线穿透的体素集合表达树冠体积,求取单木三维绿量。【结果】实验选取6株单木,体素分辨率为0.022 m,6株单木三维绿量平均测算时间为105.94 s,平均帧处理时间为0.039s。【结论】基于移动二维激光扫描的单木三维绿量测定,无需人工筛选点云,可自动处理数据,测量效率高,改进后的体素模型充分利用测量数据,能真实反映树冠内部体积及空隙。     

基于三维激光扫描与无人机倾斜摄影技术对异形建筑三维建模的融合应用

利用三维激光扫描技术以及倾斜摄影测量技术进行实景三维建模是常用的技术手段,通过2种手段获取的点云数据对空间方面的展示效果及精度存在差异,尤其在测量目标是结构复杂、材质特殊的异形建筑物时,2种技术所获取的点云数据各有优劣势,保留2种点云数据表现较好的部分,再通过多个空间同名公共点进行转换、匹配,将2种点云数据融合.以较具代表性的异形建筑物——厦门"鸟巢"建筑为例,分别利用三维激光扫描技术以及无人机倾斜摄影测量技术对其进行数据采集以及内业处理,并对2种技术的优缺性及融合后生成的三维模型精度进行分析、探讨,为应对复杂测量环境下对目标建筑物进行实景三维建模提供一种新的思路.     

逆向工程中扫描线类型数据的简化技术

阐述了逆向工程中测量数据点云简化的重要性,根据线激光扫描测量设备的特点,提出并实现了一种新的扫描线类型数据点简化方法———深度法.介绍了算法的流程,并用两个实例对文中提出的方法和其他简化方法进行了验证与比较.     

基于逆向工程的呼吸面罩设计

提出了利用逆向工程技术进行呼吸面罩个性化设计的方法.利用逆向工程方法获得了三维面部模型,基于人体面部的逆向造型提取出面部的特征点与特征曲线,并就典型的特征曲线进行曲面设计,完成呼吸面罩的造型设计.利用Surfacer与Pro/Engineer软件实现了特定人脸呼吸面罩的造型设计.     

地形测量中三维激光扫描技术的应用

随着测绘技术的飞速发展,三维激光扫描等高科技手段不断在施工测量中得到应用。文章介绍了三维激光扫描仪的原理、特点,并以北京市密云县鲁家沟铁矿陡岭子南沟矿区矿山地质环境治理项目为例,介绍了利用三维激光扫描技术进行土方测量的内外业工作流程,阐述了质量控制的关键环节和方法,通过对比,论证了三维激光扫描技术在效率和质量上独特的技术优势。     

基于地面三维激光扫描技术的建筑变形监测研究

为研究地表和空间对象点、线、面、体的形变特征,达到有效的预防和控制,常采用变形监测技术进行研究,鉴于三维激光扫描技术的诸多优点,可用于传统监测手段严重受限的特殊领域。本文通过介绍地面三维激光扫描技术变形监测的原理,以某建筑工程为例,研究分析了地面三维激光扫描技术在该工程中的监测实施过程,并对误差进行了分析,验证了该方法的可行性。研究表明,在古建筑领域利用三维激光扫描技术有不可替代的优势。     

气缸盖在联接螺栓采用不同拆装顺序时的有限元结构分析

利用三维建模软件Solidworks对气缸盖、气缸体和联接螺栓进行了三维实体建模,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对模型进行了网格划分,确定了有限元分析模型的边界条件.计算分析了气缸盖联接螺栓采用不同的拆装顺序时,气缸盖的应力分布和变形情况.通过结果比对,得到了联接螺栓合理的拆装顺序,对发动机维修质量的保证有一定的参考价值和指导意义.     

基于三维激光传感器的圆柱度测量新方法

介绍了由三维激光位移传感器、激光线光源、编码器式拉伸位移传感器以及步进电机搭建的三维激光扫描测量系统.该系统可以一次测得圆柱体的三维图形、某一位置的圆跳动以及圆柱度、轴线直线度等参数.阐述了该三维激光测量系统的结构组成和工作原理,给出了圆柱度误差的具体测量评定过程,并基于LabVIEW开发平台设计出了轴类零件表面形状误差测量软件.     

地面三维激光扫描技术及其在国内的应用现状

地面三维激光扫描技术是二十世纪九十年代新兴的一门测量技术,它采用非接触式高速激光测量,以获取研究目标的三维坐标和数码照片的方式,快速高效的得到大型实体或实景等目标的三维立体信息。因此该技术在核电站、文物保护、考古、建筑业、船舶、水利、能源、电力、交通、公安、市政建设等众多领域得到了广泛应用。