三維點云數據快速拼接軟件的二次開發

馬剛

摘 要：在進行大型零件三維掃描的過程中，由于零件過大或者單幅不能實現完全測量時，需要對測量點云進行拼接處理。文章通過對原有三維掃描軟件的二次開發實現多幅掃描點云的快速拼接，基本消除了拼接誤差，達到實際應用的要求。

關鍵詞：三維點云數據；光學測量；三維拼接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.134

0 引言

三維光學測量技術[1]是一種通過光學手段獲取物體三維空間信息（主要是物體表面三維形狀信息）的方法和技術。汽車整車車身蒙皮是復雜不規則的曲面，在其最終質檢的時候需要進行三維測量和數字化，因此三維測量技術和反求逆向設計技術就顯得尤為重要。

1 數據采集

1.1 主要測量設備及軟件

本文采用的是G11藍光工業級三維掃描儀，配置Techlego vtop 2019旗艦版掃描軟件，測量時采用非接觸式方法獲取汽車整車車身蒙皮的表面點位的空間位置。

1.2 布設拼接點

對于布設的標志點，在掃描時，要求能夠很好地對掃描儀實現反射，從而使掃描儀更準確的識別標志點，獲取其三維坐標。在進行測量時，相鄰的兩次之間應不少于三個參考點重合，參考點的位置避免處于同一條直線上，參考點的分布盡量避免形成規則點陣，而且點與點之間的距離不能相同[2]。

經Techlego vtop 2019旗艦版掃描軟件對某品牌車型的整車車身蒙皮進行三維掃描得到的模型如圖1。從圖1的橢圓標識處可以看出，在模型的拼接處出現了很大的誤差區域，我們叫它拼接誤差[3]。

2 軟件插件的開發

由于掃描設備制造誤差、原理性誤差及掃描操作者引起的不確定性因素等等都會帶來拼接誤差。為了消除拼接誤差，對掃描軟件的二次開發就顯得尤為重要，在原有軟件的基礎上增加“生成方案”按鈕，如圖2，點擊該按鈕就可以對拼接誤差進行修正，修正后的模型如圖3所示，較好的實現了消除拼接誤差的目標。

3 總結

針對大型零件全局測量過程中存在的拼接誤差，本文提出一種對掃描軟件進行二次開發的方法，并利用該方法成功的將某品牌汽車整車車身蒙皮的三維掃描模型進行了優化，達到了預期的效果。

參考文獻：

[1]王宵等.Geomagic studio逆向工程技術及應用[M].化學工業出版社，2004.

[2]劉舜，柳新強.三維點云數據的快速拼接技術研究[J].科技創新，科技創新與應用，2017（l4）.

[3]賈燦燦，趙琴音，吳戈.三維激光掃描技術在礦產資源儲量動態監測中的應用[J].遼寧省交通高等專科學校學報，2016（04）.

課題項目：遼寧省交通高等專科學校技術應用型科研項目“三維掃描柔性拼接技術開發”（項目編號：LNCC_JYKY201809）；遼寧省交通高等專科學校校級應用型項目“一種多功能共享運輸包裝箱的開發與設計研究”（項目編號：LNCC_JYKY201813）。