面向面掃描測(cè)量機(jī)器人的測(cè)量規(guī)劃基礎(chǔ)算法研究.pdf

1、三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量規(guī)劃是復(fù)雜曲面自動(dòng)檢測(cè)研究中的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文主要針對(duì)面掃描測(cè)量機(jī)器人，研究測(cè)量規(guī)劃中的基礎(chǔ)算法，為實(shí)現(xiàn)基于面掃描測(cè)量機(jī)器人的復(fù)雜曲面自動(dòng)檢測(cè)奠定基礎(chǔ)。測(cè)量規(guī)劃的主要問題是根據(jù)待測(cè)件的CAD模型，計(jì)算合理的視點(diǎn)，從而保證在待測(cè)件上采集到完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，用于待測(cè)件的幾何外形誤差分析。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容包括面掃描測(cè)量機(jī)器人測(cè)量規(guī)劃中的三個(gè)基礎(chǔ)算法:曲面的最小包圍盒算法、視點(diǎn)規(guī)劃算法以及視場(chǎng)內(nèi)曲面的可視性分析算

2、法。方向包圍盒(Oriented Bounding Box，簡(jiǎn)稱OBB)因其方向的任意性和包圍的緊密性而被廣泛應(yīng)用，本文針對(duì)曲面的三角網(wǎng)格模型計(jì)算其OBB。三維點(diǎn)集的最小包圍盒是一種基于點(diǎn)集的三維凸多面體最小包圍盒的快速算法，利用點(diǎn)集的三維凸多面體與其高斯球面的映射關(guān)系，根據(jù)三對(duì)“游標(biāo)卡尺”在高斯球面上的移動(dòng)路徑，給出包圍盒兩相鄰面遍歷凸多面體兩條邊的路徑，最終搜索出體積最小的包圍盒，即曲面的最小包圍盒。
　　本文基于曲面的最小包

3、圍盒研究了一種視點(diǎn)規(guī)劃算法。為了合理計(jì)算掃描視點(diǎn)，利用待測(cè)件CAD模型的最小包圍盒，對(duì)模型進(jìn)行遞歸分塊直至滿足掃描測(cè)頭的系統(tǒng)參數(shù);利用分塊后的每一塊小曲面的最小包圍盒，初步確定掃描視點(diǎn)的位姿。
　　最后，利用高斯映射與可視映射之間的對(duì)偶關(guān)系計(jì)算曲面的可視映射，并采用可視映射對(duì)視場(chǎng)內(nèi)曲面的可視性分析進(jìn)行探索，為最終確定掃描視點(diǎn)的位姿提供了依據(jù)。
　　在VC6.0開發(fā)平臺(tái)上，在MFC框架下采用C++語言完成了相關(guān)算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)