復雜曲面檢測在工業(yè)制造中必不可少,采用傳統(tǒng)的接觸式坐標測量技術獲取測量數據較慢,已經滿足不了快速發(fā)展的工業(yè)需求。近年來,三維掃描測量機器人逐漸得到應用,但是目前一般采用示教式編程,效率低下并且編程質量主要依賴人工的熟練程度。為了解決以上問題,本文研究基于CAD模型的線掃描測量路徑規(guī)劃方法,并開發(fā)基于OpenCASCADE的路徑掃描系統(tǒng)。本文的主要研究內容如下:(1)搭建基于OpenCASCADE開源幾何內核的軟件開發(fā)平臺。實現(xiàn)了對IGES、STEP等格式文件的CAD模型讀取、顯示,通過交互式的拾取操作選擇待測曲面,并實現(xiàn)了待測曲面的幾何信息提取;(2)提出并實現(xiàn)了一種空間三次Bezier曲線的自適應采樣方法。采用這種方法可以根據局部曲率和撓率的變化,對空間三次B樣條曲線實現(xiàn)自適應采樣,并將這種方法與激光線掃描測頭的采樣特點相結合,提出了針對線掃描測頭的虛擬采樣點自適應提取方法。(3)通過線掃描測頭的一系列約束條件,計算出采樣點的所有可訪問區(qū)域,在可訪問區(qū)域中計算出最佳掃描位置與掃描方向,減少重復掃描造成的數據冗余以及降低掃描時間,提高掃描效率。(4)對待測區(qū)域幾何形狀進行分析,劃分成若...

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 掃描系統(tǒng)介紹
    1.5 主要研究內容
第二章 OpenCASCADE應用
    2.1 本章介紹
    2.2 OpenCASCADE簡介
    2.3 OpenCASCADE三維顯示環(huán)境構建
    2.4 三維模型的讀取、顯示與交互拾取
        2.4.1 三維模型文件讀取
        2.4.2 三維模型顯示
        2.4.3 三維模型圖元拾取
    2.5 幾何實體拓撲關系構建
    2.6 布爾運算
    2.7 本章小結
第三章 空間三次Bezier曲線自適應采樣
    3.1 本章介紹
    3.2 Bezier曲線
        3.2.1 Bezier曲線定義及性質
        3.2.2 de Casteljau算法
        3.2.3 B樣條曲線及其與Bezier曲線的關系
    3.3 Bezier曲線自適應采樣
        3.3.1 基于全局撓率的采樣
        3.3.2 基于全局曲率的采樣
        3.3.3 自適應采樣算法
    3.4 本章小結
第四章 虛擬采樣點計算
    4.1 本章介紹
    4.2 等參線計算
        4.2.1 等參線方向的確定
        4.2.2 計算等參線
        4.2.3 裁剪等參線
    4.3 虛擬采樣點的計算
        4.3.1 掃描區(qū)域劃分
        4.3.2 虛擬采樣點的分區(qū)計算
    4.4 本章小結
第五章 掃描路徑規(guī)劃
    5.1 本章介紹
    5.2 線掃描測頭位姿計算
        5.2.1 三維激光線掃描測頭介紹
        5.2.2 基于可視錐的掃描位置計算
        5.2.3 掃描測頭姿態(tài)計算
    5.3 掃描路徑生成
    5.4 碰撞檢測
    5.5 路徑仿真
        5.5.1 機器人可執(zhí)行文件
        5.5.2 仿真結果
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3831677