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 XJTUDVC 体积内三维全场应变测量系统
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四、轮廓与坐标检测产品:

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 XJTUDP三维光学摄影测量系统
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大型飞机三维光学快速测量建模关键技术研究

西安交通大学采用自主研发技术完成了多架大型飞机的三维测量


发布时间:2009年3月19日 10时18分


摘  要:为了实现大型飞机的光学三维快速测量和建模,研制了XJTUDP三维摄影测量系统和XJTUOM面结构光密集点云采集系统。采用工业近景摄影测量技术研制了XJTUDP系统,采用外差式多频相移技术研制了XJTUOM系统,优于传统的格雷码相移技术。对数字近景摄影测量关键技术进行了研究,使用环形编码标志点实现相机姿态自动定向,将光束平差应用于相机自标定,用于优化测量结果。通过多个相机位置外极关系解决非编码标志点的匹配与重建问题,并去除了标志点厚度带来的测量误差。实验结果表明,XJTUDP系统的测量精度为0.03mm,XJTUOM系统测量精度为0.03mm,满足50米长度的大型飞机的三维测量建模要求。
 
随着现代制造业的快速发展,汽车、航空、水电等行业出现了越来越多的采用自由曲面设计的大型复杂工件,迫切需要方便快捷的三维测量手段。传统的方法多采用龙门式三坐标机、激光跟踪仪、关节臂、经纬仪等,激光跟踪仪、关节臂、经纬仪等设备,存在繁琐的移站问题。 本研究针对大型飞机的三维测量难题,研制了XJTUDP三维摄影测系统,用来测量飞机表面粘贴的全局标志点,建立飞机的整体外形框架;研制了XJTUOM三维光学面扫描系统用来测量飞机局部区域的密集点云,并根据本区域内的标志点自动匹配到全局坐标系。两套系统配合使用,可以完成大型飞机从测量到建模的全过程。

特点:
①自主研发全部的飞机测量技术和系统,可以根据需要灵活修改,开发专用系统。
②具有各种飞机测量实际经验,优化现场测量规划。


大型飞机的三维测量过程如下:
①测量准备,在飞机表面粘贴编码点和非编码点。
②采用高精度数码相机,拍摄上百张飞机各个角度照片,由XJTUDP三维摄影测量系统计算标志点的三维坐标。
③ 采用XJTUOM三维光学面扫描系统一次扫描1米×1米区域的密集点云,自动注册到标志点的全局坐标,扫描上百次完成飞机轮廓的密集点云采集。
④数据处理,将多次扫描的点云合成完整的飞机点云,自动删除重叠区域的点云。生成飞机的三维CAD数模。

大型飞机尺寸:20米~50米。

 

半机身与机翼缝合

 

半机身曲线架构和拟合曲面

 

机翼曲线架构和拟合曲面

 

翼尖曲线架构和拟合曲面

     采用三维光学测量系统和摄影测量系统对大型飞机外形尺寸测量技术、对测量所获取的大量散乱点云数据的后期处理的技术以及对飞机的逆向建模技术的研究。数据测量包括方案的设计、试验、精度验证。点云数据的后期处理即点模型阶段的处理,本文主要针对数据融合、降噪两方面进行研究;之后再对点模型进行逆向建模,最终将点模型做成曲面模型。曲面模型可用于飞机的再设计、装配、CFD模拟试验等,对大型飞机的设计、装配和试飞等有着非常重要的意义。


 

 
Web www.xjtudic.com
 

西安交通大学 机械工程学院 模具与先进成形技术研究所 信息机电研究所
电子邮件: xjtops@163.com  网站: www.xjtudic.com  www.xjtops.com  www.3dthink.cn

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