CN105719232A - 扫描模拟系统及方法 - Google Patents
扫描模拟系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105719232A CN105719232A CN201410737415.7A CN201410737415A CN105719232A CN 105719232 A CN105719232 A CN 105719232A CN 201410737415 A CN201410737415 A CN 201410737415A CN 105719232 A CN105719232 A CN 105719232A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dimensional
- triangle
- map file
- light
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/20—Drawing from basic elements, e.g. lines or circles
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
一种扫描模拟方法,该方法运用于主机中,该方法包括如下步骤:获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理;生成光的二维图像并定义投影原点及法向量;根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域;将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面;将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档;获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描;输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。本发明还提供一种扫描模拟系统。利用本发明可以模拟对物体的扫描过程,避免每次扫描都需要启动扫描设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟技术,尤其涉及一种模拟扫描设备进行扫描的系统及方法。
背景技术
光学扫描设备扫描物体的方式如下:发射光到物体上,通过CCD接收物体反射图像,再通过匹配算法计算出物体的三维点云坐标。然而,以往扫描物体必须对物体进行实际扫描,即启动扫描设备对物体进行扫描。若扫描设备启动次数过多,容易造成扫描设备的损坏,降低了扫描设备的耐用性。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种扫描模拟系统,其可以模拟对物体的扫描过程,避免每次扫描都需要启动扫描设备,提高了扫描设备的耐用性。
还有必要提供一种扫描模拟方法,其可以模拟对物体的扫描过程,避免每次扫描都需要启动扫描设备,提高了扫描设备的耐用性。
一种扫描模拟系统,该系统运行于主机中,其特征在于,该系统包括:三角网格化模块,用于获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理;生成模块,用于生成光的二维图像并定义投影原点及法向量;模拟模块,用于根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域;投影模块,用于将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面;所述生成模块,还用于将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档;显示模块,用于获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描;输出模块,用于输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。
一种扫描模拟方法,该方法运用于主机中,该方法包括如下步骤:获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理;生成光的二维图像并定义投影原点及法向量;根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域;将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面;将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档;获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描;输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。
相较于现有技术,所述的扫描模拟系统及方法,可以模拟对物体的扫描过程,避免每次扫描都需要启动扫描设备,提高了扫描设备的耐用性。
附图说明
图1是本发明扫描模拟系统较佳实施例的运行环境示意图。
图2是本发明扫描模拟系统较佳实施例的功能模块图。
图3是本发明扫描模拟方法较佳实施例的作业流程图。
图4是本发明图3的步骤S10中对三维的产品图档进行三角网格化处理的细化流程图。
图5是本发明对产品图档进行三角网格化的示意图。
图6是本发明产品图档的示意图。
图7是本发明光的二维图像的示意图。
图8是本发明放大后光的二维图像的示意图。
图9是本发明模拟扫描机台扫描方向的示意图。
图10是本发明模拟扫描机台扫描区域的示意图。
图11是本发明模拟扫描机台扫描产品图档的示意图。
图12是本发明产品图档二维图像的示意图。
图13是本发明产品图档的部分区域扫描后的示意图。
图14是本发明光扫描产品图档后得到的三角形的示意图。
主要元件符号说明
主机 | 1 |
显示设备 | 2 |
输入设备 | 3 |
扫描模拟系统 | 10 |
存储设备 | 12 |
处理器 | 14 |
三角网格化模块 | 100 |
生成模块 | 102 |
模拟模块 | 104 |
投影模块 | 106 |
显示模块 | 108 |
输出模块 | 110 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示,是本发明扫描模拟系统较佳实施例的运行环境示意图。该扫描模拟系统10运行于一台主机1中,该主机1连接一台显示设备2及输入设备3。该主机1包括存储设备12,至少一个处理器14。所述输入设备3可以为键盘或鼠标。所述主机1为,但不限于,个人计算机、服务器等设备。
在本实施例中,所述扫描模拟系统10以软件程序或指令的形式安装在存储设备12中,并由处理器14执行。在其它实施例中,所述存储设备12可以为主机1外接的存储器。
所述存储设备12中存储三维的产品图档,如图6所示,所述三维的产品图档为计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)图档。所述存储设备12中还存储有模拟扫描设备,如图10所示。所述模拟扫描设备能够模拟光线,并将光线投影到三维的产品图档。需要说明的是,所述模拟扫描设备是以软件的形式存在,该模拟扫描设备可以在显示设备2中以模型的方式显示出来,并模拟真实的扫描设备发出光线,如图10至12所示。
如图2所示,是本发明扫描模拟系统10较佳实施例的功能模块图。该扫描模拟系统10包括三角网格化模块100、生成模块102、模拟模块104、投影模块106、显示模块108、及输出模块110。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段,比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程,因此本发明以下对软件描述都以模块描述。
所述三角网格化模块100用于从存储设备12中获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理。三角网格化处理后三维的产品图档由大量的三角形组合而成,且每个三角形都有一个编号。所述对三维的产品图档进行三角网格化处理的方式将在图4中做详细描述。
所述生成模块102用于生成光的二维图像并定义投影原点及法向量。所述光的二维图像是由光线产生的黑白相间的线条投影到一个平面所构成的二维图像,如图7至8所示,其中,附图8为放大后光的二维图像。在其它实施例中,所述光的二维图像可以是由光线产生其它形状的图形(例如,圆形、正方形等图形)投影到一个平面所构成的二维图像。在本较佳实施例中,测试人员可以设定光的二维图像的范围(例如,长度及宽度)、黑白相间的线条之间距离等参数。所述投影原点是指模拟扫描设备发出光线的原点(通常是指扫描设备的镜头的中心位置),所述法向量是指模拟扫描设备的镜头的方向。所述投影原点及法向量可以由测试人员定义,例如,通过输入设备3输入投影原点及法向量。需要说明的是,当投影原点及法向量确定之后,所述模拟扫描设备自动到达投影原点,且扫描设备镜头的方向为上述法向量的方向,如图9所示。
所述模拟模块104用于根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域。模拟扫描设备的扫描范围是指光线的照射范围。所述投影区域为光线照射的立体范围,如图10所示。
所述投影模块106用于将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面。如图10所示,将光的二维图像在投影区域内投影,在投影区域的底部形成一个四边形平面,该四边形平面为光的二维图像的投影面。
所述生成模块102还用于将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档。具体而言,如图11所示,将经过三角网格化处理后的产品图档投影到上述四边形上,得到如图12所示的二维平面的产品图档。需要说明的是,所述二维平面的产品图档可以包括整个产品图档,如图12所示,也可以是产品图档的一部分。若光的二维图像的投影面能够覆盖整个产品图档,则为所述二维平面的产品图档可以包括整个产品图档,若光的二维图像的投影面覆盖产品图档的一部分,则所述二维平面的产品图档为产品图档的一部分。
所述显示模块108用于获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描。如图13所示为二维平面的产品图档中的三角形。如图14所示,所述显示模块108得到将图13中三角形的编号,该从而找到三维的产品图档中对应的三角形,并在产品图档中显示该三角形。需要说明的是,扫描过程中,所述显示模块108还可以获得二维平面的产品图档中的每个三角形的坐标。
所述输出模块110用于输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。所述扫描程序包括投影原点及法向量,在实际测量过程中,当主机1运行所述扫描程序时,主机将根据投影原点及法向量控制实际的扫描设备对实际的产品进行扫描。
如图3所示,是本发明扫描模拟方法较佳实施例的作业流程图。
步骤S10,所述三角网格化模块100从存储设备12中获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理。三角网格化处理后三维的产品图档由大量的三角形组合而成,且每个三角形都有一个编号。所述对三维的产品图档进行三角网格化处理的方式将在图4中做详细描述。
步骤S20,所述生成模块102生成光的二维图像并定义投影原点及法向量。所述光的二维图像是由光线产生的黑白相间的线条投影到一个平面所构成的二维图像,如图7至8所示,其中,附图8为放大后光的二维图像。在其它实施例中,所述光的二维图像可以是由光线产生其它形状的图形(例如,圆形、正方形等图形)投影到一个平面所构成的二维图像。在本较佳实施例中,测试人员可以设定光的二维图像的范围(例如,长度及宽度)、黑白相间的线条之间距离等参数。所述投影原点是指模拟扫描设备发出光线的原点(通常是指扫描设备的镜头的中心位置),所述法向量是指模拟扫描设备的镜头的方向。所述投影原点及法向量可以由测试人员定义,例如,通过输入设备3输入投影原点及法向量。需要说明的是,当投影原点及法向量确定之后,所述模拟扫描设备自动到达投影原点,且扫描设备镜头的方向为上述法向量的方向,如图9所示。
步骤S30,所述模拟模块104根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域。模拟扫描设备的扫描范围是指光线的照射范围。所述投影区域为光线照射的立体范围,如图10所示。
步骤S40,所述投影模块106将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面。如图10所示,将光的二维图像在投影区域内投影,形成一个四边形平面,该四边形平面为光的二维图像的投影面。
步骤S50,所述生成模块102将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档。具体而言,如图11所示,将经过三角网格化处理后的产品图档投影到上述四边形上,得到如图12所示的二维平面的产品图档。需要说明的是,所述二维平面的产品图档可以包括整个产品图档,如图12所示,也可以是产品图档的一部分。若光的二维图像的投影面能够覆盖整个产品图档,则为所述二维平面的产品图档可以包括整个产品图档,若光的二维图像的投影面覆盖产品图档的一部分,则所述二维平面的产品图档为产品图档的一部分。
步骤S60,所述显示模块108获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描。如图13所示为二维平面的产品图档中的三角形。如图14所示,所述显示模块108得到将图13中三角形的编号,该从而找到三维的产品图档中对应的三角形,并在产品图档中显示该三角形。需要说明的是,扫描过程中,所述显示模块108还可以获得二维平面的产品图档中的每个三角形的坐标。
步骤S70,所述输出模块110输出所述投影原点及法向量,并保存至扫描程序。所述扫描程序包括投影原点及法向量,在实际测量过程中,当主机1运行所述扫描程序时,主机将根据投影原点及法向量控制实际的扫描设备对实际的产品进行扫描。
图4是本发明图3的步骤S10中对三维的产品图档进行三角网格化处理的细化流程图。
步骤S310,所述三角网格化模块100读取一个三维的产品图档。
步骤S320,所述三角网格化模块100判断所述三维的产品图档是否由三角形组成。当所述三维的产品图档由三角形组成时,流程进入步骤S380。否则,当所述三维的产品图档不是由三角形组成时,流程进入步骤S330。
步骤S330,所述三角网格化模块100将该三维的产品图档转换为B样条曲面,得到曲面在UV参数平面内的封闭边界线,对该封闭边界线以U直线和V直线进行等分,得到若干个小方格。如图5所示。
步骤S340,所述三角网格化模块100将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序组成两个三角形。
步骤S350,所述三角网格化模块100对于与封闭边界线有交点的小方格,将该小方格落入封闭边界曲线内的顶点、与封闭边界曲线的交点及封闭边界线上的边界点加入2D点组成的队列Q。
步骤S360,所述三角网格化模块100读取2D点组成的队列Q中的第一点P1及与点P1最近的点P2,P1、P2组成三角形A的一条边,三角形第三点P3的查找原则是边P1P2对应的内角在三角形A的内角中最大以及P1、P2、P3组成的三角形外接圆内没有队列Q中的点。
步骤S370,所述三角网格化模块100依据上述查找原则在队列Q中查找其它三角形的顶点。
步骤S380,所述三角网格化模块100输出得到的所有三角形组成的队列T。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种扫描模拟系统,该系统运行于主机中,其特征在于,该系统包括:
三角网格化模块,用于获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理;
生成模块,用于生成光的二维图像并定义投影原点及法向量;
模拟模块,用于根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域;
投影模块,用于将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面;
所述生成模块,还用于将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档;
显示模块,用于获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描;及
输出模块,用于输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。
2.如权利要求1所述的扫描模拟系统,其特征在于,所述三角网格化模块对三维的产品图档进行三角网格化处理的方式如下:
读取一个三维的产品图档;
当所述三维的产品图档不是由三角形组成时,将该三维的产品图档转换为B样条曲面,得到曲面在UV参数平面内的封闭边界线,对该封闭边界线以U直线和V直线进行等分,得到若干个小方格;
将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序组成两个三角形;
对于与封闭边界线有交点的小方格,将该小方格落入封闭边界曲线内的顶点、与封闭边界曲线的交点及封闭边界线上的边界点加入2D点组成的队列Q;
读取2D点组成的队列Q中的第一点P1及与点P1最近的点P2,P1、P2组成三角形A的一条边,三角形第三点P3的查找原则是边P1P2对应的内角在三角形A的内角中最大以及P1、P2、P3组成的三角形外接圆内没有队列Q中的点;
依据上述查找原则在队列Q中查找其它三角形的顶点;及
出得到的所有三角形组成的队列T。
3.如权利要求1所述的扫描模拟系统,其特征在于,所述光的二维图像由光线产生的黑白相间的线条投影到一个平面所构成的二维图像。
4.如权利要求1所述的扫描模拟系统,其特征在于,所述投影区域为光线照射的立体范围。
5.如权利要求4所述的扫描模拟系统,其特征在于,将光的二维图像在投影区域内投影,在投影区域的底部形成一个四边形平面,该四边形平面为光的二维图像的投影面。
6.一种扫描模拟方法,该方法运用于主机中,其特征在于,该方法包括如下步骤:
获取三维的产品图档,并对三维的产品图档进行三角网格化处理;
生成光的二维图像并定义投影原点及法向量;
根据投影原点、向量及模拟扫描设备的扫描范围,生成投影区域;
将光的二维图像在投影区域内进行模拟投影,得到光的二维图像的投影面;
将光的二维图像的投影面投影到经过三角网格化处理后的产品图上,形成二维平面的产品图档;
获取二维平面的产品图档中的三角形,把对应三角形显示到三维的产品图档上,从而完成产品图档的扫描;及
输出所述投影原点及法向量,并生成扫描程序。
7.如权利要求6所述的扫描模拟方法,其特征在于,所述对三维的产品图档进行三角网格化处理的方式如下:
读取一个三维的产品图档;
当所述三维的产品图档不是由三角形组成时,将该三维的产品图档转换为B样条曲面,得到曲面在UV参数平面内的封闭边界线,对该封闭边界线以U直线和V直线进行等分,得到若干个小方格;
将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序组成两个三角形;
对于与封闭边界线有交点的小方格,将该小方格落入封闭边界曲线内的顶点、与封闭边界曲线的交点及封闭边界线上的边界点加入2D点组成的队列Q;
读取2D点组成的队列Q中的第一点P1及与点P1最近的点P2,P1、P2组成三角形A的一条边,三角形第三点P3的查找原则是边P1P2对应的内角在三角形A的内角中最大以及P1、P2、P3组成的三角形外接圆内没有队列Q中的点;
依据上述查找原则在队列Q中查找其它三角形的顶点;及
出得到的所有三角形组成的队列T。
8.如权利要求6所述的扫描模拟方法,其特征在于,所述光的二维图像由光线产生的黑白相间的线条投影到一个平面所构成的二维图像。
9.如权利要求6所述的扫描模拟方法,其特征在于,所述投影区域为光线照射的立体范围。
10.如权利要求9所述的扫描模拟方法,其特征在于,将光的二维图像在投影区域内投影,在投影区域的底部形成一个四边形平面,该四边形平面为光的二维图像的投影面。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410737415.7A CN105719232A (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 扫描模拟系统及方法 |
US14/753,708 US20160163090A1 (en) | 2014-12-05 | 2015-06-29 | Computing device and method for simulating process of scanning drawing of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410737415.7A CN105719232A (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 扫描模拟系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105719232A true CN105719232A (zh) | 2016-06-29 |
Family
ID=56094764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410737415.7A Pending CN105719232A (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 扫描模拟系统及方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160163090A1 (zh) |
CN (1) | CN105719232A (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7339846B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2023-09-06 | 住友重機械工業株式会社 | モデル化装置及びプログラム |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6853373B2 (en) * | 2001-04-25 | 2005-02-08 | Raindrop Geomagic, Inc. | Methods, apparatus and computer program products for modeling three-dimensional colored objects |
WO2006009026A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Kyoto University | 最適設計支援装置、最適設計支援方法及び最適設計支援プログラム |
-
2014
- 2014-12-05 CN CN201410737415.7A patent/CN105719232A/zh active Pending
-
2015
- 2015-06-29 US US14/753,708 patent/US20160163090A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160163090A1 (en) | 2016-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107680124B (zh) | 提高三维姿态评分和消除三维图像数据杂点的系统及方法 | |
US10467805B2 (en) | Image rendering of laser scan data | |
JP6474995B2 (ja) | スライスデータ作成装置、スライスデータ作成方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体 | |
US20150029187A1 (en) | Slice data generation device, slice data generation method, and non-transitory computer-readable storage medium storing computer program that causes computer to act as slice data generation device or to execute slice data generation method | |
JP6632208B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、プログラム | |
KR101572618B1 (ko) | 라이더 시뮬레이션 장치 및 방법 | |
CN111932673B (zh) | 一种基于三维重建的物体空间数据增广方法及系统 | |
US20160232259A1 (en) | Apparatus and method for interactively extracting shapes from a point cloud | |
CN104111038A (zh) | 利用相位融合算法修复饱和产生的相位误差的方法 | |
CN109697736B (zh) | 测量系统的标定方法、装置、电子设备及可读存储介质 | |
CN112904369B (zh) | 机器人重定位方法、装置、机器人和计算机可读存储介质 | |
JP6185385B2 (ja) | 空間構造推定装置、空間構造推定方法及び空間構造推定プログラム | |
JP2019056679A (ja) | 表面評価方法、表面評価装置及び評価モデル記憶装置 | |
Perez-Cortes et al. | A system for in-line 3D inspection without hidden surfaces | |
US20230267593A1 (en) | Workpiece measurement method, workpiece measurement system, and program | |
JP2015184061A (ja) | 抽出装置、方法及びプログラム | |
TW201618039A (zh) | 點雲邊界直角邊修補系統及方法 | |
US20150103080A1 (en) | Computing device and method for simulating point clouds | |
CN105719232A (zh) | 扫描模拟系统及方法 | |
JP6822086B2 (ja) | シミュレーション装置、シミュレーション方法およびシミュレーションプログラム | |
JP2009192483A (ja) | 三次元形状計測方法および三次元形状計測装置 | |
JP2006202152A (ja) | 画像処理装置および画像処理方法並びにこれらに用いるプログラム | |
JP6096626B2 (ja) | 計測支援装置、方法及びプログラム | |
Babar et al. | A Fundamental Analysis of Conventional Laser Triangulation Technique for the Development of Revamped 3D Scanning System | |
JP2022128087A (ja) | 計測システム及び計測プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160629 |