工件3D扫描自动检测

刘 虎， 林晓斌

(闽江学院 物理与电子信息工程学院， 福建 福州 350108)

0 引 言

在制造加工过程中需对工件进行检测，传统的检测方法人工干预多，处理程序慢，生成报表固定，自动化程度低且无法批量检测，耗时长，因此在生产制造中应采用更有效的方法来取代传统的检测方法，提高检测的时效性。随着计算机技术、检测技术和图形学技术的发展，逆向工程技术应运而生，3D扫描技术作为其分支之一，已在工件检测领域体现了巨大价值。

在逆向工程技术的基础上，结合CAD设计模型，研发基于3D扫描的工件自动检测方法，减少传统工件检测中的人工干预，实现工件检测的数字化、可视化和自动化，解决传统人工工件检测各种问题。基于3D扫描的工件自动检测方法由软硬件系统构成，硬件系统是构建一套基于主动式结构光的自动3D扫描系统，捕捉图像形变和相对位置，运用三角测量或相位分析计算工件表面空间信息重构工件3D点云数据。软件系统包括相机标定、3D点云数据获取和处理、STL扫描件与CAD设计模型的自动定位对齐以及自动比较检测。应用基于3D扫描的工件自动检测方法对工件进行自动检测，测试结果显示准确率达到98%，自动检测效果良好。

1 逆向工程

日益激烈的竞争对制造业提出了苛刻的要求，即TQCS[1]:最短时间(Time)、最优质量(Quality)、最低成本(Cost)和最好售后(Service)。为赢得客户和市场，诞生了许多前沿的制造加工技术，逆向工程便是新兴的技术之一。逆向工程将工件转化为CAD设计模型的数字化、几何模型重构和产品制造技术的总述[2]，在工程上应用越来越广泛，主要应用于快速设计复杂工件、复制已有工件、复原损坏工件、提高模型精度和工件可视化检测[1]。……