三维点云数据快速拼接软件的二次开发

马刚

摘 要：在进行大型零件三维扫描的过程中，由于零件过大或者单幅不能实现完全测量时，需要对测量点云进行拼接处理。文章通过对原有三维扫描软件的二次开发实现多幅扫描点云的快速拼接，基本消除了拼接误差，达到实际应用的要求。

关键词：三维点云数据；光学测量；三维拼接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.134

0 引言

三维光学测量技术[1]是一种通过光学手段获取物体三维空间信息（主要是物体表面三维形状信息）的方法和技术。汽车整车车身蒙皮是复杂不规则的曲面，在其最终质检的时候需要进行三维测量和数字化，因此三维测量技术和反求逆向设计技术就显得尤为重要。

1 数据采集

1.1 主要测量设备及软件

本文采用的是G11蓝光工业级三维扫描仪，配置Techlego vtop 2019旗舰版扫描软件，测量时采用非接触式方法获取汽车整车车身蒙皮的表面点位的空间位置。

1.2 布设拼接点

对于布设的标志点，在扫描时，要求能够很好地对扫描仪实现反射，从而使扫描仪更准确的识别标志点，获取其三维坐标。在进行测量时，相邻的两次之间应不少于三个参考点重合，参考点的位置避免处于同一条直线上，参考点的分布尽量避免形成规则点阵，而且点与点之间的距离不能相同[2]。

经Techlego vtop 2019旗舰版扫描软件对某品牌车型的整车车身蒙皮进行三维扫描得到的模型如图1。从圖1的椭圆标识处可以看出，在模型的拼接处出现了很大的误差区域，我们叫它拼接误差[3]。

2 软件插件的开发

由于扫描设备制造误差、原理性误差及扫描操作者引起的不确定性因素等等都会带来拼接误差。为了消除拼接误差，对扫描软件的二次开发就显得尤为重要，在原有软件的基础上增加“生成方案”按钮，如图2，点击该按钮就可以对拼接误差进行修正，修正后的模型如图3所示，较好的实现了消除拼接误差的目标。

3 总结

针对大型零件全局测量过程中存在的拼接误差，本文提出一种对扫描软件进行二次开发的方法，并利用该方法成功的将某品牌汽车整车车身蒙皮的三维扫描模型进行了优化，达到了预期的效果。

参考文献：

[1]王宵等.Geomagic studio逆向工程技术及应用[M].化学工业出版社，2004.

[2]刘舜，柳新强.三维点云数据的快速拼接技术研究[J].科技创新，科技创新与应用，2017（l4）.

[3]贾灿灿，赵琴音，吴戈.三维激光扫描技术在矿产资源储量动态监测中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2016（04）.

课题项目：辽宁省交通高等专科学校技术应用型科研项目“三维扫描柔性拼接技术开发”（项目编号：LNCC_JYKY201809）；辽宁省交通高等专科学校校级应用型项目“一种多功能共享运输包装箱的开发与设计研究”（项目编号：LNCC_JYKY201813）。