逆向工程与快速成型技术应用 第4版 课件 2-1了解数据采集方法的分类和特点.pptx

苏州职业大学孙春华了解数据采集方法的

分类和特点（熟悉数据采集的定义和内涵，清楚其重要性。了解数据采集方法的分类和特点，初步学会数据采集设备的选择）

目录CONTENTS1.数据采集的定义了解数据采集的定义。2.数据采集方法的分类和特点了解数据采集的方式和分类，熟悉不同方法的特点。3.数据采集方法的选择原则了解数据采集方法的选择原则，学会如何选择数据采集方法。

Part1数据采集的定义又称三维扫描，是指通过特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据数据采集定义知识重温：逆向工程RE是根据已经存在的产品实物，采集数据，重构出CAD模型（包括设计图纸或数字模型）的过程。高效、高质量地实现实物表面的数据采集，是逆向工程实现的基础和关键技术之一，是逆向工程中最基本、不可或缺的步骤。

Part2数据采集方法的分类和特点

Part2数据采集方法的分类和特点工作原理：将被测物体置于三坐标测量机的测量空间中，测得被测物体上各测点的坐标位置，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。优点：它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数，对被测物体的材质和色泽也没有特殊要求，可以达到很高的测量精度。CMM对物体边界和特征点的测量相对精确，对没复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少量特征曲面的规则零件的反求特别有效。应用：CMM主要用来测量机械加工零件的特征尺寸和形位公差，已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各领域，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。接触式三坐标测量仪

Part2数据采集方法的分类和特点工作原理：非接触式扫描设备是利用某种与物体表面发生互相作用的物理现象，如光、声和电磁等，来获取物体表面的三维坐标信息。分类：非接触式中，以应用光学原理发展起来的测量方法应用最为广泛，如激光三角法、结构光法等。应用：其测量迅速，并且不与被测物体接触，因而具有能测量柔软质地的被测物体等优点，越来越受到人们的重视。非接触式光学扫描

Part2数据采集方法的分类和特点光学扫描仪的工作原理01激光三角法是根据光学三角测距原理，利用光源和光敏元件之间的位置和角度关系来计算被测物体表面点坐标数据。02结构光法采用的是照相式三维扫描技术。在物体表面投射光栅，用两架摄像机拍摄发生畸变的光栅图像，利用编码光和相移方法获得左右摄像机拍摄图像上每一点的相位。再利用相位和外极线实现两幅图像上点的匹配技术，计算点的三维空间坐标，以实现物体表面三维轮廓的测量。

Part2数据采集方法的分类和特点非光学扫描仪的工作原理01非破坏性有CT测量法、MRI测量法、超声波测量法。02破坏性层去扫描法工作过程为:将被测物体用专用树脂材料（填充石墨粉或颜料）完全封装，待树脂固化后，装夹到铣床上，进行微进刀量平面铣削，得到包含有被测物体与树脂材料的截面；然后由数控铣床控制工作台移动到CCD摄像机下，位置传感器向计算机发出信号，计算机收到信号后，触发图像采集系统驱动CCD摄像机对当前截面进行采样、量化，从而得到三维离散数字图像。

Part2数据采集方法的分类和特点接触式三坐标测量非接触式激光扫描优点数据采集精度高；可使用的技术广泛；具备在一定遮挡场合进行数据采集的能力；采集的离散点集使用CAD软件处理容易；不会破坏采集对象。数据采集速度快，整个采集过程时间短；采集数据密度大，有助于改善建模的可视化和细节分析；无需过多的数据采集路径规划；不破坏采集对象；可以对柔软或易碎对象进行采集。缺点采集过程周期长，测头半径补偿烦琐；不能对物体内部实施数据采集；对软工件或易碎件实现采集的能力有限；采集前必须制定相应的路径规划和策略；探头的半径大小限制了对工件细部特征的采集。要实现对高反射光或分散光的工件表面进行采集，需要使用反差剂（显影剂）；不能对物体内部或者被遮挡的几何特征进行采集；采集所获得的高密度离散几何数据在许多CAD软件中很难被处理；技术成本高；扫描设备需要与被测对象隔开一定的距离。接触式三坐标测量和非接触式激光扫描的优缺点比较

Part2数据采集方法的分类和特点不同测量原理的优缺点不同测量原理测量精度测量速度有无形状限制能否测内腔成本使用范围三坐标法(0.6～30)μm慢有否高不能测软质材料，环境要求高激光三角形法±5μm一般有否较高应用广泛结构光法(±1～±3)μm快有否一般应用广泛双目视觉法0.5mm快有否低应用广泛工业CT1mm慢无能高有发展前景核磁共振1mm慢无能高用于医学临床，用于非生物材料待研超声波法±(0.5‰H+0.1)mm快无能较低主要用于医学领域层去扫描法25μm较慢无能高破坏性测量

Part3数据采集方法的选择原则采集精度应满足实际需要。采集速度采集速