基于逆向工程的汽车三维数据采集、处理方法及应用

使用三维扫描技术进行汽车三维数据的采集,利用Geomagic Studio、CATIA等计算机辅助软件对点云进行处理分析,可以获取整车内外型面、总布置尺寸、人机布置参数等数据,能为汽车开发和汽车分析提供数据支持及参考。     

TLS在大型钢梁虚拟预拼和检测应用研究

钢结构桥梁的传统预拼接工作存在数据获取效率低、实地操作困难和成本高等问题,针对上述问题,以长益高速公路扩容工程为例,结合地面固定式三维激光扫描技术,详细阐述了基于三维激光点云数据的多跨π型钢混组合结构桥梁的虚拟预拼和检测方法。主要步骤为扫描设计、点云获取、数据处理及建模、虚拟预拼及误差检测。     

基于三维扫描顶衬与遮阳帘高精度尺寸策略研究

针对传统顶衬与遮阳帘尺寸策略问题,利用三维扫描技术收集物体几何表面的点云创建模型,并提供进行自动化尺寸策略评估的一种数字化工程解决方案,并对比传统意义上的车辆工程开发中顶衬与遮阳帘物理尺寸验证与数据收集工作优势,并以某项目新车型中三维扫描技术的实际案例出发,简述了三维扫描技术如何针对顶衬与遮阳帘尺寸质量优化进行指导,以及顶衬与遮阳帘零件尺寸质量提升工作中的优势。     

光学检测技术在汽车冲压模具制造过程中的应用

针对目前国内汽车冲压模具行业铸件铸造水平低、数控加工自动化程度低、模具手工研修量大、模具整体制造精度低的问题,提出了将光学扫描技术扩展应用于模具制造过程的方法。通过将实体数据采集与三维设计数据进行比对,获得泡沫实型、铸件毛坯、数控加工、模具装配等阶段的实际与理论偏差状态,进行模具制造过程的数据化质量控制。在此基础上开发了基于光学扫描的数据化虚拟合模技术,将模具传统的单件精度检测提升为工作状态下的组合装配检测,并应用于调试前的模具状态分析、调试合格后的模具状态数据积累及模具的修理与复制工作中,提高了设计数据的可靠性和再利用性,缩短了模具制造周期。     

平衡加工余量的铸件初基准加工方法及装置

为了解决某公司镁铝合金铸件机加工成品率低下的问题,发明了"具有平衡加工余量的铸件初基准加工方法",且成功研制出相应装置。该装置可快速准确地加工铸件的初加工基准,可平衡铸件各个待加工单元的机加工余量,以确保铸件所有被加工部位的余量足够且比较均匀,能够挽救尺寸偏差接近极限值的铸件;该装置也可单独作为检具,用于快速检测铸件尺寸,使得铸件检测的误判率为零。该装置用于加工复杂镁铝合金铸件时,经济效益显著。     

三维激光扫描技术在市政道路工程中的应用

在市政道路工程中,传统的地形测量方式工作效率较低,外业测量人员工作强度大。三维激光扫描技术具有扫描速度快、高分辫率、非接触式测量优势,能够快速完整的记录被测物体表面的复杂纹理。将三维激光扫描技术应用于地形测绘可以减轻外业工作量有效提高外业测量的工作效率。结合三维激光扫描系统的组成和工作原理,优化点云数据的处理过程和方法,研究了三维激光扫描技术在市政道路工程测量应用中的技术特性,并结合工程案例析了实现过程和效果。研究表明,利用激光三维扫描技术获取的空间点云数据,可以快速生成满足工程设计所需要的地形图,以及纵横断面等产品,能有效提高外业测量工作效率。     

基于三维光学扫描的发动机气管质量检测方法

发动机气管产品设计初期,须制造产品样机验证设计方案.在无检具的情况下,常规检测设备无法实现产品检测.利用三维光学扫描设备结合检测软件,采集产品点云数据、点云杂点噪点数据处理、产品模型与点云数据基准对齐、尺寸分析可实现产品制造质量检测.通过具体样件检测验证分析,找出了同批次产品装配干涉问题点,为产品后续改进提供了数据参考...     

三维探地雷达道路隐性病害检测分析与数字化技术综述

道路服役数据信息是交通基础设施数字化建设与养护的关键，先进探测设备是获取道路服役数据信息的途径。近年来，三维探地雷达(3D Ground Penetrating Radar, 3D GPR)因其高效、无损等检测优势得到广泛应用，可为道路隐性病害数据获取提供重要支撑。基于此，对道路典型隐性病害类型与检测手段进行总结归纳。梳理了三维探地雷达技术原理、数据采集方法、数据处理及在道路工程检测中的应用；根据三维探地雷达图谱隐性病害特征与识别手段，重点分析人工智能技术在探地雷达图谱识别技术中的应用与发展。针对交通基础设施发展进程，展望基于探地雷达数据的数字孪生技术，主要介绍基于三维探地雷达数据的建模与模型仿真方法。该综述可为三维探地雷达道路隐性病害检测提供基础理论知识与实践方法借鉴，同时为基于三维探地雷达数据的数字化交通基础设施建设与道路养护决策提供参考。     

基于逆向工程技术的轮胎3D模型设计研究

以195/65R15规格的轮胎为例,利用三维激光扫描仪对轮胎进行扫描,通过CATIA软件对所得点云数据进行处理,实现曲面重构,建立了轮胎的3D模型.对依据逆向工程技术建立的轮胎3D模型特征尺寸与轮胎实物测量尺寸比较分析表明,所建模型与实际轮胎外形吻合良好,可为进行轮胎特性研究提供参考.     

运营铁路隧道衬砌背后较大空洞的精确检测技术

目前采用地质雷达等无损检测技术可快速、准确检测衬砌厚度和衬砌中钢筋数量等参数,并可有效判识衬砌背后空洞等缺陷沿隧道纵向和环向长度,但对这类缺陷的径向尺度因介电常数的差异、反射面的识别等原因而无法准确判识。依托西南地区某运营铁路隧道衬砌背后存在较大空洞的工程实际,结合现场钻孔调查和地质雷达无损检测,首次运用钻孔三维激光扫描技术对运营铁路隧道衬砌背后空洞进行扫描,实现精确检测,得到衬砌背后空洞的三维形态和具体尺寸,检测成果可为隧道病害整治提供准确的数据,可设计出更具针对性和操作性的整治方案。提出的“物探+钻孔三维激光扫描”技术,能实现衬砌背后空洞“粗中有细”的全面检测。     

基于激光雷达的无人驾驶车前方障碍物检测

无人驾驶车在越野条件下的环境感知技术是其实现自主导航功能的难题.由于越野环境复杂,障碍物种类繁多,对智能车周围环境的探测更是难上加难.选择越野环境下几种典型的障碍物作为检测目标,采用基于激光雷达面扫描的方法获取无人驾驶车前方路面图像信息,根据障碍物对于激光数据的不同特征,检测无人驾驶车前方静止的障碍物,主要包括水塘、石头或陡坡以及树木等.利用激光可直接测得障碍物距离数据的优势,基于投影变换原理进而求得障碍物的长、宽或高等三维信息.     

基于实测点云的装配式铺面虚拟装配技术

装配式铺面在施工时可能会由于装配空间不匹配造成装配失败。文中基于三维扫描设备获取实测点云,提出一种装配式铺面虚拟装配技术。基于点云采样、降噪、分割与特征提取等技术,提出装配式铺面板与装配空间的三维重构方法。在CATIA软件中通过虚拟装配实现了装配干涉检测,并在干涉查询表中给出解决方案。     

基于全息三维检测技术的沥青路面养护信息数字化

数字化已成为全球新一轮技术革命和治理变革的最大变量和增量。在数据化管理时代,要真正实现公路路面精细化养护,获取高精度和可量测的检测数据是根本前提。然而,目前的路面多功能检测设备大多存在组装复杂且成本较高、检测指标无法一次获得、难以实现全断面覆盖、数据展现形式单一等问题,难以为路面养护科学决策提供全面的数据支撑。因此,基于数字全息技术原理自主研发了一套硬件成本经济、组装便捷、易于操作的路面状况全指标三维检测系统和智慧养护设计平台,在车辆正常行驶状态下能快速完成路面全息三维扫描,并计算出任意断面的路面损坏状况、平整度、车辙、跳车、磨耗、纵横坡度等各项指标,数据精度可达亚毫米级。此外,基于路面全息三维数据,通过路面三维建模可以重现路面三维真实场景,为养护管理人员从中提取路况指标信息、诊断病害问题和追溯病害成因提供数据支撑,也可以为养护设计和施工技术人员提供设计方案仿真模拟、养护施工效果评估展示等便利,实现路面养护信息数字化的目标。     

基于三维虚拟测量的沥青混合料级配参数分析

运用计算机图形图像技术,开发了基于CT图像的集料尺寸三维虚拟测量方法,获得了沥青混合料的精准级配参数。方法分为3个步骤:首先,基于灰度差异阈值检测CT图像中的集料轮廓,完成轮廓的二维图形建模,再基于隶属同一集料的轮廓模型进行图形学蒙皮操作,获得集料的三维模型并计算其体积。其次,开发最小包围盒搜索算法确定集料模型的最小包围盒,并以包围盒的长边方向为集料主轴方向。最后,结合集料在主轴方向上的形状变化特点和过筛振动效应,开发控制平面搜索算法,确定集料过筛的控制平面,从而获得集料的最小过筛尺寸。为了验证该方法测量振动过筛条件下不规则集料尺寸的效果,随机选择了6个集料进行CT扫描,基于此完成了集料的三维实体重构与虚拟测量。结果表明:与试验测量法的结果相比,采用虚拟测量法获得的集料体积与过筛尺寸的最大误差分别为2%和3.44%。基于此方法完成了混合料试件中粗集料的三维重构、过筛尺寸及体积的测量,最终获取了混合料的级配参数。     

组合三维与真三维高密度电法在高速公路溶洞探测中效果的对比研究

高密度电法作为一种成熟的地球物理勘探方法,近年来被广泛应用与工程勘察中。勘察成果多以二维断面图的形式提交,信息不够全面,现有三维技术又多以二维数据组合成的组合三维及测网形式的真三维。本文以某一段穿越岩溶发育区的高速公路为例,通过不同测线布置方式,获取二维和三维数据,基于反演后的二维数据组合成三维数据体,同时将采集的三维数据体直接反演,通过三维可视化软件成图,与实际钻探资料进行对比。     

BIM技术在运营隧道病害检测结果三维可视化中的应用

为充分了解运营公路隧道的病害信息,利用BIM技术将运营公路隧道定期检查的病害展示图进行了三维可视化应用。通过Autodesk CAD和Revit的二次开发,利用平面坐标到空间坐标的转化关系,将隧道病害展示图中提取的病害信息数据绘制为与隧道三维空间模型结合的隧道病害三维展示图,使隧道病害信息的展示更加直观和真实。同时,对BIM技术与新的检测技术(3D激光扫描技术和线性相机扫描技术)的结合进行了展望和分析,指出BIM技术在运营隧道的管理和维护中具有较大的应用前景。     

三维激光扫描技术在大型桥梁结构健康监测中的应用研究

为了方便准确实现对越江大型桥梁结构几何参数的测量,提出一种基于三维激光扫描技术的非接触性测量方法,该方法现场利用三维激光扫描获取点云数据,后期使用点云数据建立三维模型,从而获取待测几何参数。介绍了三维激光扫描技术现场采集以及数据处理的原理以及测量方法,并使用该技术对越江大型桥梁的高墩垂直度、悬索桥主缆线形、吊杆拱桥拱肋线形进行了测量,证明了该技术应用于大型桥梁几何参数测量中的优势。     

基于实测点云数据的隧道分割及形变检测方法

为了解决隧道形变检测准确性低、分析不全面的问题,对隧道三维点云轴线提取、隧道影像生成及分割、隧道点云数据分割和隧道断面形变检测等方面进行研究。对于三维激光扫描仪获取到的隧道原始点云数据,首先基于设计轴线,对RANSAC算法进行改进,来拟合等间距隧道断面圆心,并采用基于最小二乘优化的3次B样条曲线拟合方法,获取隧道实测轴线;其次,通过从点云数据到影像的数据转换方法,生成隧道反射率影像,并进一步利用点云数据几何特征生成几何权重图,应用边界检测提取隧道影像中的边界线;然后,将边界线像素映射至隧道三维点云数据空间,实现隧道点云数据的分割;最后,设计一种精确的隧道断面形变分析方法,分析断面形变。试验表明:本算法可精确分割隧道点云数据,提高隧道断面形变检测的准确度和可靠性。     

三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究

传统的隧道变形监测手段主要是对部分点和断面的数据进行提取,存在工作量大、效率低、数据少等缺点。三维激光扫描技术可集成隧道安全与质量信息,一次扫描即可准确建立隧道三维矢量模型,精确得到隧道的整体变形和轮廓信息。以桐庐隧道为依托,研究三维激光扫描技术在山岭隧道变形监测中的应用,得到以下结论:当激光扫描入射角大于60°时,扫描误差急剧增大,可根据入射角及隧道内径确定最大测站间距;为降低隧道累计拼接误差导致的模型整体偏移,应采用首尾控制点双控技术;采用单点面域分析法,可提升监测数据的可靠性;采用点云及模型套接技术,可快速实现对隧道三维变形、支护侵限、二次衬砌厚度的评估,大大提升隧道数据采集与分析的效率。     

基于机载LiDAR技术的公路三维设计与可视化系统开发

该文针对机载LiDAR技术在公路勘测设计领域的应用进行了研究,设计和开发了一套利用机载LiDAR技术获取的多源数据进行公路三维设计和三维可视化系统。系统在有效合理组织多源数据的基础上,利用机载LiDAR点云数据得到公路纵横断面,生成公路三维模型,并结合DEM和DOM搭建了公路三维可视化系统。实例证实了该文设计和实现的体系架构与关键技术的有效性。