CN106021752B - 一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法 - Google Patents

一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法 Download PDF

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Abstract

一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法，主要包括长度标准器标定和骨架建立方法两个部分。首先，将两头各粘贴标识点的长度标准器，放置在比例尺两侧，用相机对比例尺和长度标准器拍照，计算骨架并在软件中测量每根长度标准器两头的标识点之间的距离并记录；更换长度标准器摆放顺序并重复拍照计算共计3次，记录每次每根长度标准器两头标识点的距离值，确定长度标准器标定。然后，将比例尺和标定后的长度标准器放置于大尺寸部件的四周，用相机拍照并计算整体骨架。本发明在大尺寸部件建立整体骨架后快速验证骨架精度，及时发现骨架可能存在的精度误差并重建骨架，避免将骨架误差带入点云数据。

Description

一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法
技术领域
本发明涉及精度验证方法，具体涉及拍照式扫描设备扫描大尺寸部件时建立骨架的精度验证方法。
背景技术
拍照式扫描设备是数据逆向的重要设备之一，可以快速获取物体表面点云，为后期数据逆向提供基础数据，在汽车行业涉及的造型设计、对标参考及质量检查中都具有广泛的应用。在进行大尺寸部件扫描前，需首先在部件上粘贴可识别的标识点，然后用照相机从放置比例尺的一侧开始拍照并绕部件一周，所拍照片形成部件立体范围的图像集合，再由骨架建立软件通过识别照片上的标识点并捆绑计算出部件整体骨架，骨架的精度由预先标定的比例尺精度来控制。如果骨架精度出现问题，会使得后续扫描的部件表面点云数据偏差，从而导致设计数据出现误差，引起严重后果。
目前，拍照式扫描设备一般配备两根比例尺，在扫描大尺寸部件建立整体骨架时，比例尺只能放在部件的一侧，并且拍照过程中比例尺不能移动，可能使部件远离比例尺的一侧产生误差累积，从而引起整体骨架精度偏差，该偏差不易被察觉，通常在对部件表面扫描完成后通过尺寸测量或数模对齐才能发现。因此需要一种在整体骨架建立后能够方便、有效、快捷的验证骨架精度的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法，它能够在大尺寸部件建立整体骨架后快速验证骨架精度，及时发现骨架可能存在的精度误差并重建骨架，避免将骨架误差带入点云数据。
一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法，主要包括长度标准器标定和骨架建立方法两个部分；所述骨架是通过在被测物体表面粘贴标识点，通过拍照式扫描设备识别标识点并确定所有标识点的空间位置以形成被测物体的大致表面轮廓。
该验证方法的步骤如下：
（1）长度标准器标定：
（1．1）使用至少3根两端平整的刚性物体作为长度标准器并赋予编号，在其两端分别制作标识点；
（1.2）将长度标准器与比例尺大致平行放置，用相机对比例尺和长度标准器拍照，拍照时需要包含长度标准器两端的标识点；
（1.3）通过拍照式扫描设备骨架计算软件对照片处理，计算得到比例尺和长度标准器上标识点的相对空间位置关系并在骨架计算软件中测量每根长度标准器两端的标识点之间的距离并记录；所述骨架计算软件包含海克斯康的CoreView Mapping；
（1.4）更换长度标准器摆放顺序并重复拍照计算n次，n为大于等于3的正整数；每次记录每根长度标准器两端标识点的距离值，如果每根长度标准器的3次值的最大偏差小于拍照式扫描设备单点重复精度值，则将n次值求平均值作为该长度标准器的标称值；如果最大偏差大于拍照式扫描设备单点重复精度值，则重新拍照计算直至最大偏差小于拍照式扫描设备单点重复精度值；
（2）所述骨架建立步骤如下：
（2.1）将比例尺和长度标准器分别放置在大尺寸部件的四周，组成一个四边形；在大尺寸部件上布置好标识点后，使用相机拍照，拍照需包含长度标准器两端的标识点，然后计算整体骨架；所述大尺寸部件为长、宽、高三个参数中其中任一参数的数值大于1米的部件；
（2.2）在骨架计算软件上测量每根长度标准器两端标识点的空间距离，再将距离值与其标称值进行比较，如果偏差小于拍照式扫描设备的空间长度精度，则骨架精度符合要求；如果偏差大于拍照式扫描设备的空间长度精度，则骨架精度不合格，需要重新拍照建立骨架。
进一步，所述骨架计算软件包含海克斯康的CoreView Mapping。
本发明所采用的验证方法简单，高效，如果环境温湿度较稳定，长度标准器在标定一次后可使用较长时间，并且能够实现骨架建立后立即对骨架精度进行快速验证，从而杜绝因骨架精度误差大导致后期扫描数据错误的情况发生，极大节约工作时间，提高工作效率。
附图说明
图1为长度标准器标定示意图；
图2为骨架建立和验证时比例尺、长度标准器和大尺寸部件摆放示意图；
图3为长度标准器和标识点局部示意图。
图中：1-比例尺，2-两端的标识点，3-长度标准器，4-大尺寸部件，5-拍照式扫描设备相机。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述：
首先进行长度标准器的标定，其步骤如下：
（1）按图1所示，使用3根及以上两端平整的刚性物体作为长度标准器并赋予编号，在其两端各粘贴1张标识点。对长度标准器3进行标定，长度标准器3为长度为1米至1.5米刚性较好的长方体柱，长度可不等，可以为空心结构以减轻重量，其上设置有识别编号。在每根长度标准器3两端各粘贴1个标识点2，再与比例尺1平放在平整地面上。
（2）将长度标准器大致平行放置在比例尺两侧，用相机对比例尺和长度标准器拍照，拍照时需要包含长度标准器两端的标识点。用拍照式扫描设备相机5对比例尺1和长度标准器3进行拍照，所拍照片集合需包含每根长度标准器3两端的标识点2。
（3）通过拍照式扫描设备骨架计算软件对照片处理计算得到比例尺和长度标准器上标识点的相对空间位置关系并在骨架计算软件中测量每根长度标准器两端的标识点之间的距离并记录。所述骨架计算软件包含海克斯康的CoreView Mapping。
（4）重复拍照并计算长度标准器3的骨架共计3次，将每根长度标准器3所得的3次距离值求最大偏差，如果小于拍照式扫描设备的单点重复精度值，则将3次距离值求平均值作为该长度标准器3的标定值；如果最大偏差大于拍照式扫描设备的单点重复精度值，则需重新拍照建立骨架并测量距离值直至最大偏差小于拍照式扫描设备的单点重复精度值。
然后对大尺寸部件建立骨架，其方法如下：
（1）按图2所示将比例尺1和长度标准器3布置在大尺寸部件4四周，用拍照式扫描设备相机5对大尺寸部件4以及比例尺1和长度标准器3进行拍照，照片集合需包含所有长度标准器3两端的标识点2；
（2）然后将照片集合输入骨架软件计算整体骨架，再在骨架软件中找到并测量每根长度标准器3两端的标识点2之间的距离，与之前的标定值进行比较，如果偏差小于拍照式扫描设备的空间长度精度误差，则判定大尺寸部件4的骨架精度满足要求，否则需要重新拍照并计算骨架。

Claims (2)

1.一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法，包括长度标准器标定和骨架建立方法两个部分；所述骨架是通过在被测物体表面粘贴标识点，通过拍照式扫描设备识别标识点并确定所有标识点的空间位置以形成被测物体的表面轮廓；其特征在于：
（1）长度标准器标定：
（1.1）使用至少 3 根两端平整的刚性物体作为长度标准器并赋予编号，在其两端分别制作标识点；
（1.2）将长度标准器与比例尺平行放置，用相机对比例尺和长度标准器拍照，拍照时需要包含长度标准器两端的标识点；
（1.3）通过拍照式扫描设备骨架计算软件对照片处理，计算得到比例尺和长度标准器上标识点的相对空间位置关系并在骨架计算软件中测量每根长度标准器两端的标识点之间的距离并记录；
（1.4）更换长度标准器摆放顺序并重复拍照计算 n 次，n 为大于等于 3 的正整数；每次记录每根长度标准器两端标识点的距离值，如果每根长度标准器的 3 次值的最大偏差小于拍照式扫描设备单点重复精度值，则将 n 次值求平均值作为该长度标准器的标称值；如果最大偏差大于拍照式扫描设备单点重复精度值，则重新拍照计算直至最大偏差小于拍照式扫描设备单点重复精度值；
（2）所述骨架建立步骤如下：
（2.1）将比例尺和长度标准器分别放置在大尺寸部件的四周，组成一个四边形；在大尺寸部件上布置好标识点后，使用相机拍照，拍照需包含长度标准器两端的标识点，然后计算整体骨架；所述大尺寸部件为长、宽、高三个参数中其中任一参数的数值大于 1 米的部件；
（2.2）在骨架计算软件上测量每根长度标准器两端标识点的空间距离，再将距离值与其标称值进行比较，如果偏差小于拍照式扫描设备的空间长度精度，则骨架精度符合要求；如果偏差大于拍照式扫描设备的空间长度精度，则骨架精度不合格，需要重新拍照建立骨架。
2. 根据权利要求 1 所述的一种拍照式扫描设备骨架建立精度的验证方法，其特征在于：所述骨架计算软件包含海克斯康的 CoreView Mapping。
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