[发明专利]一种反求测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反求测量方法，属于机械测量技术领域。

背景技术

反求工程(Reverse Engineering,RE),也称逆向工程、反向工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程，是一个从样品生成产品数字化信息模型，并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。在反求工程中需要通用测量仪器获得物体形貌上的几何点云数据。有些测量设备需要在测量物体上贴上标记点来建立点云的坐标系，这些测量设备在测量时，可以移动测量设备和被测物体。有些测量设备不需要在测量物体上贴上标记点来建立测量坐标系，而是通过测量设备所处的位置来建立一个测量坐标系，测量物体及测量设备都不能移动。这些测量设备在测量形貌复杂的对象时，不移动测量设备时无法完成测量；当测量对象尺寸超出了测试仪器的测量范围时，也需要在测量过程中移动测量设备。要解决以上问题都需要移动测试仪器，此时测量坐标系也发生了变化。测量坐标系会导致移动前后测量的点云数据不在同一坐标系下，从而使获得的点云数据无法正确反映实际扫描对象的几何形貌。

发明内容

本发明的目的是解决在反求测量过程中移动测试仪器的测量坐标系所带来的移动前后测量的点云数据不在同一坐标系下，从而使获得的点云数据无法正确反映实际扫描对象的几何形貌的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种反求测量方法，该方法的具体步骤如下：

1）.将需要至少进行两次测量的测量对象固定在某一位置，用测量仪器对该测量对象的几何形貌进行点云数据提取，以获得测量对象的部分点云数据A1；

2）.选取测量仪器测量范围内一任意固定的物体为参照物，并至少选取参照物中的一点为参照点；

3）.用测量仪器对所选取参照物上的参照点进行测量，以得到参照点在该坐标系下的坐标值B1；

4）.移动测量仪器，并分别对测量对象和所选取参照物上的参照点进行测量，以获得在测量仪器移动后坐标系下测量对象的部分点云数据A2和参照物上参照点坐标B2；

5）.计算移动测量仪器前后的所选取参照物上的各个参照点的坐标差值及其平均值，以获得测量仪器移动前后坐标系偏差值；

6）.将该坐标系偏差值补偿到移动测量仪器后对测量对象进行测量的点标值中，以保证移动前后测量的点云坐标值处在同一坐标系下。

 7）重复上述步骤4）、5）和6），直至获得该测量对象几何形状的所有点云数据。

所述的步骤2）中所选取的参照物在测量仪器使用范围内的同时，要靠近测量仪器。

所述的步骤2）中所选取的参照点如果为三个以上，则所选取参照物上的参照点中的任何三个参照点都不能在一个平面上。

本发明的有益效果是: 本发明利用参照点得到移动测量仪器前后的坐标系差值，把这个差值补偿到移动测量仪器后测量的点云坐标值中，解决了实际反求测量过程中不能移动测量坐标系的问题。运用本测量方法还能够扩大反求测量仪器的使用范围，每移动一次测量仪器就扩大一次测量仪器的使用范围，扩大测量仪器的测量对象，提高测量仪器的使用效率。

附图说明

图1是本发明实施例中所使用的转站板的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

在扫描物体几何形貌的过程中，移动测量仪器时，测量坐标系就会发生变化。为了保证移动测量坐标系前后测量仪器扫描的点云数据能够正确拼接在一起，在移动测量仪器前，先测量仪器使用范围内的某一固定物体为参照物，这里我们以转站板为参照物，以转站板上五个圆孔的圆心为参照点，设定该测量对象需要进行两次测量才能获得其完整的几何形状点云数据，其具体的过程如下： 

1. 把测量仪器和扫描对象放置好以后，对扫描对象的几何形貌进行点云数据提取，获得了扫描对象的部分点云数据A1。

2.把转站板放置在测量仪器的使用范围内，尽量靠近测量仪器，这样能够提高测量的精度。

3.使用测量仪器及测量软件（具有测量点的功能），测得转站板上五个固定圆孔圆心的坐标值，记为q_n(x_qn,y_qn,z_qn)(n=1,2,…,5)，五个固定圆孔中，任何三个圆孔的圆心坐标都不能在一个平面上。