圖為挪威邁卓諾測量系統(tǒng)有限公司北京代表處總經(jīng)理翟高山先生
二十多年來, 挪威邁卓諾測量系統(tǒng)公司一直是攝影測量技術領域的領導者。針對現(xiàn)代工業(yè)測量日益苛刻的檢測、掃描需求,融合了邁卓諾攝影測量技術精髓的便攜式全局定位測量、3D掃描系統(tǒng)NaviSCAN應運而生。NaviSCAN使便攜式測量、掃描系統(tǒng)的靈活性、精確性和效率方面達到前所未有的水平。
系統(tǒng)構成及技術原理
NaviSCAN是真正意義上的集坐標測量與點云掃描于一身的“All-In-One(全合一)”測量解決方案。系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)(相機)、接觸式采點系統(tǒng)(光筆及配套測針)、白光掃描頭(含定位系統(tǒng)NaviTarget)、電腦與測量軟件組成。
NaviSCAN實際上是在邁卓諾光筆測量儀基礎上增加了白光掃描系統(tǒng),把光筆測量和白光掃描有機集成在相機的全局定位坐標系下。邁卓諾光筆測量儀采的基礎上增加一套白光掃描頭,就組成了Na v i S C AN。
白光掃描頭上集成了一套穩(wěn)定的碳纖維網(wǎng)格構架Na v i T a r g e t,構架上每個球頭鑲嵌了多個發(fā)光二極管(L ED)。利用邁卓諾相機測量系統(tǒng)的多點同步測量功能, 通過測量構架上多個L ED的坐標,得到網(wǎng)格構架的空間位置和姿態(tài)(yz i j k六
維參數(shù)),從而實現(xiàn)對白光掃描頭的精確定位。掃描頭在工作中以相當高的速度和精確度拍攝得到一系列 “掃描塊”,通過相機測量系統(tǒng)的精確定位,多次拍攝得到的“掃描塊”可以無縫“縫合”到一起,實現(xiàn)對大型曲面的精確掃描,以用于曲面檢測或逆向工程。
由以上原理我們可以看出,不管是用于單點觸測的光筆(測針),還是用于高效點云采集的白光掃描頭,都是利用了相機測量系統(tǒng)多點同步測量的能力。相機通過測量多個LED光靶,實現(xiàn)對光筆或白光掃描頭的精確定位,從而把測量數(shù)據(jù)置于同一相機坐標系下。
NaviSCAN系統(tǒng)技術優(yōu)勢
作為邁卓諾光筆測量儀和白光掃描系統(tǒng)的有機結(jié)合,NaviS can把單點測量和高效點云掃描完美的結(jié)合在一起,是一套大型零部件的全功能測量系統(tǒng)。
首先,NaviSCAN將單點測量和曲面掃描完美地結(jié)合在一個坐標系下。在多數(shù)情況下,比如汽車白車身及鈑金件的檢測, 不僅涉及到曲面掃描,還需要對孔、槽等一些幾何元素進行測量,而且有些區(qū)域處于隱藏位置, 利用掃描檢測會“ 費力不討好” 。而有了N a v i S C A N, 孔、槽等幾何元素,以及一些掃描頭無法測量的“隱藏部位”,直接用光筆測量,更加快速、精確。除此之外,零件坐標系也可以用光筆測量來建立,大大提高了建立坐標系的效率和精度。
而且,NaviSCAN消除了掃描塊的“拼接”誤差,即多個掃描塊之間的分層現(xiàn)象,從而顯著提高大型曲面掃描精度。掃描塊通過相機測量系統(tǒng)定位,統(tǒng)一在相機測量系統(tǒng)坐標系下。而我們知道相機測量系統(tǒng)的定位精度是非常高的( 在2 . 5 m范圍內(nèi)定位精度可以達到20μ)。
再者,NaviSCAN進行掃描, 操作簡單直接, 直接拍攝掃描, 不需要在被掃描零件上粘貼標記點(標靶) 。特別是對于一些不允許貼標靶的被測目標,Na v i S C AN幾乎是唯一的技術解決方案。而且, 使用Na v i S C AN,可以“隨意”掃描。因為掃描塊通過相機定位、“拼接”,掃描塊之間無須重疊,只需掃描需要檢測的部分。
最后,NaviSCAN大尺寸測量機和大型掃描儀雙系統(tǒng),解決檢測和掃描兩個問題,也可單獨使用。系統(tǒng)一般配備雙電腦:一套用于點測量、一套用于掃描;軟件也配備雙模塊: 坐標檢測模塊和掃描檢測模塊。有了Na v i S C AN,在擁有大型掃描儀的同時,又擁有一套便攜式大尺寸坐標測量機,可以用于測量大型焊接夾具、汽車白車身以及鈑金件等多種應用。
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典型應用案例
作為一套集大尺寸測量與掃描與一身的“全合一”技術解決方案,Na v i S C AN用于車間現(xiàn)場大型零部件的檢測,逆向工程,掃描模型用于快速原型設計與制作,以及其它既需要便攜式測量,又需要高質(zhì)量、高密度數(shù)據(jù)掃描的應用。下面介紹一個Na v i S C AN在模具應用方面的案例。
美國懷曼戈登公司(Wyman Gordon)是一家軍用以及民用航空等領域的知名鍛件供應商。該公司要求在復雜的鍛件生產(chǎn)車間環(huán)境下得到精確的檢測數(shù)據(jù),這對于測量來講,無疑是一份挑戰(zhàn)?,F(xiàn)場既要測量長達23英尺的大型工件,又要求測量高溫的模具,其對離散點坐標和高密度點云的獲取都有嚴格的要求。車間現(xiàn)場有熱源而且空氣中有大量微粒子彌漫,現(xiàn)場經(jīng)常需要做逆向工程。在這樣的環(huán)境和檢測要求下,懷曼戈登公司選擇了NaviSCAN。
NaviSCAN非常便攜,用戶可以直接在車間現(xiàn)場操作。針對模具的損耗問題,該公司制模車間采取的方式是先檢測損耗尺寸然后在<