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对三维激光扫描的精度进行详细的分析

更新时间: 2020-03-27 15:48:50  查看次数: 417    

由实验数据可以发现工件的松弛强度对工件的光顺程度有影响,但是松弛强度增加,导致最大偏移距离、平均偏移距离和标准偏差增加,其中标准偏差的随着强度等级平缓变化,而最大偏移距离随着松弛强度跳跃式增加。实验中发现对于大型复杂锻铸件的松弛强度范围在2-4级为宜,特殊情况可以考虑5-8级强度。


除了上述的松弛网格强度之外还有松弛网格曲率对数据后处理精度有影响。松弛曲率参数设置需要适当,如果参数值太小或太大,可能导致平滑工件的表面效果不佳或变形严重。松弛网格曲率代表着松弛三角形的最大偏移量,就像是靠近正态分布对称轴两侧包含的数据。如图为斗齿设备网格松弛曲率等级R1-8影响标准偏差分析图。图为网格松弛曲率与标准偏差、最大偏移距离关系曲线。表为对斗齿设备网格曲率分析实验的数据结构,包括最大偏移距离,平均偏移距离和标准偏差。


通过对比斗齿网格松弛曲率影响和强度影响的标准偏差图可以发现,松弛曲率影响的标准偏差远远小于松弛强度,并且标准偏差与松弛曲率成反比,与松弛强度成正比。对于大型复杂锻铸件的松弛曲率范围在5-8级为宜,特殊情况可以考虑1-4级曲率。


是对三维激光扫描的精度进行详细的分析,并从仪器自身的误差分析、被测工件反射特性和倾斜因素分析、操作误差对精度的影响情况和温度影响四个方面进行误差分析。通过对仪器自身的误差进行分析发现角度和测距误差是仪器误差的主要原因,坐标转换、滤镜、分辨率、光源稳定性、及光斑影响的综合影响是次要因素。其中激光的波长越大、折射率越小,焦距越大、特征点的数量越少,将使测量精度越低,误差越大。


工件的自身因素也对测量精度有影响,从实验中发现工件的粗糙度和倾斜程度是影响精度的主要原因。激光脚点误差要小于工件自身表面粗糙度的一半。另外工件的倾斜程度对最大测量误差随着角度的增加而波动,且趋于变小。实际合理的测量范围在30-60°。此外,不同材质的反射率影响测量的效果。反射率越大,测量均方根误差越小,精度越高。对于操作误差大小同采样距离成正比、同采样密集度、标靶数量成反比,同时启动双曝光模亦可降低操作误差。


基于GeomagicStudio对点云数据后处理的误差分析发现降低迭代次数和平滑度,会更有力的保护数据的完整性和保证数据的精度。点云数据的拼接也是影响后处理的精度主要原因,实验发现8点注册要比1点注册精度高。此外数据光顺程度也是影响精度的主要原因。实验发现过度光顺将降低数据的精度,失去工件的结构特征。由实验数据可以发现工件的松弛强度对工件的光顺程度有影响,但是松弛强度增加,导致最大偏移距离、平均偏移距离和标准偏差增加,其中标准偏差的随着强度等级平缓变化,而最大偏移距离随着松弛强度跳跃式增加。实验中发现对于大型复杂锻铸件的松弛强度范围在2-4级为宜,特殊情况可以考虑5-8级强度。通过对比斗齿网格松弛曲率影响和强度影响的标准偏差图可以发现,松弛曲率影响的标准偏差远远小于松弛强度,并且标准偏差与松弛曲率成反比,与松弛强度成正比。对于大型复杂锻铸件的松弛曲率范围在5-8级为宜,特殊情况可以考虑1-4级曲率。