三維激光掃描機軟件設(shè)計研究.pdf

1、隨著航天、航空、造船、汽車和模具工業(yè)的飛速發(fā)展,逆向工程已經(jīng)成為制造業(yè)的一個重要環(huán)節(jié).實現(xiàn)逆向工程中的一個必要步驟是進行零件表面三維數(shù)據(jù)的采集.國內(nèi)外現(xiàn)階段,完成數(shù)據(jù)采集主要依賴接觸式三坐標測量機.由于接觸式三坐標測量機價格昂貴,且不能測量軟質(zhì)物體,所以發(fā)展無接觸力的非接觸式三維激光掃描機十分必要.本論文主要研究三維激光掃描機軟件開發(fā)技術(shù)及其相關(guān)理論基礎(chǔ).借鑒國內(nèi)外成功的激光掃描系統(tǒng)的功能和特點,對基于激光點光源的曲面測量方法作進一步的

2、分析,對三維激光掃描機軟件實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的探討,并對軟件主要模塊的設(shè)計進行了詳細論述.本文研究內(nèi)容包括以下幾個方面:1.三維激光掃描機掃描軟件的需求分析,包括功能需求分析和用戶需求分析.對掃描軟件進行了總體設(shè)計,包括軟件平臺和開發(fā)工具的選擇、軟件的模塊分析、軟件系統(tǒng)框架設(shè)計、軟件內(nèi)存管理方法設(shè)計等,最后分析了三維激光掃描軟件實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)和主要模塊.2.分析實現(xiàn)Windows平臺工業(yè)控制軟件實時性的方法,重點研究多線程技術(shù)、時

3、間基準控制方法、Windows平臺下中斷的技術(shù)和實現(xiàn)方法,并通過實驗比較不同方法的優(yōu)缺點,提出了一種綜合運用中斷、多線程和定時器的技術(shù)方案,并說明了實現(xiàn)的方法.3.論述了離散數(shù)據(jù)點的三維顯示在三維激光掃描機軟件中的重要性,提出了利用OpenGL技術(shù)實現(xiàn)離散數(shù)據(jù)點的三維顯示的方法,詳細說明了實現(xiàn)的過程和效果,最后還介紹了利用數(shù)據(jù)點的三維顯示進行噪聲點剔除的實現(xiàn).4.通過分析基于激光點光源的曲面測量方法,詳細設(shè)計了三維激光掃描軟件的掃描控制

4、模塊,包括掃描模式的設(shè)計、掃描路徑的設(shè)計、以及邊界的自動跟隨測量的設(shè)計.5.結(jié)合CAD系統(tǒng)中標準數(shù)據(jù)接口的重要性,介紹了IGES格式作為中間圖形數(shù)據(jù)格式的優(yōu)點,詳細分析了IGES的數(shù)據(jù)格式,最后闡述了IGES格式數(shù)據(jù)接口的具體實現(xiàn)方法.6.詳細介紹了三維激光掃描機的硬件研制,對系統(tǒng)運動控制器、精密伺服系統(tǒng)、精密機械系統(tǒng)、激光測頭等硬件部件作了描述,對軟件的主要界面、功能進行了說明,最后通過測量實例驗證了所開發(fā)軟件的實際應(yīng)用效果.最后,總