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論文摘要：目前，逆向工程中的曲面數(shù)字化測量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類。典型的接觸式測量方法是三坐標(biāo)儀測量法。非接觸式測量法按其原理不同，可分為光學(xué)式和非光學(xué)式。其中，光學(xué)式包括三角形法、結(jié)構(gòu)光法、激光干涉法等，非光學(xué)式包括層析法等。
論文關(guān)鍵詞：曲面,測量,規(guī)劃
　　正文
　　一、數(shù)字化測量方法分類
　　數(shù)字化測量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類。
　　1、接觸式測量方法
　　接觸式數(shù)據(jù)采集方法是通過機(jī)械探頭接觸被測表面，由機(jī)械臂關(guān)節(jié)處的傳感器確定相對坐標(biāo)位置。該方法穩(wěn)定，即偽劣點少、精度高、重復(fù)精度高，缺點是測量速度慢。接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括基于力觸發(fā)原理的觸發(fā)式采集和連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集。
　　（1）觸發(fā)式數(shù)據(jù)測量
　　觸發(fā)式數(shù)據(jù)測量原理為采樣測頭的探針剛接觸到樣件表面時，探針尖端因受力而產(chǎn)生微小變形，觸發(fā)采樣開關(guān)，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針尖的坐標(biāo)值，逐點移動到所需測量的點，便可以采集到樣件表面輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在采集過程中，由于探針需要偏移某個固定數(shù)值才會觸發(fā)開關(guān)，而且一旦接觸到樣件表面后，探針需要法向退出以免過量而折斷，因此數(shù)據(jù)采集速度較低。
　�。�2）連續(xù)式數(shù)據(jù)測量方法
　　連續(xù)式數(shù)據(jù)測量采用模擬量開關(guān)采樣頭。原理是利用懸掛在三維彈簧系統(tǒng)中的探針的位置偏移所產(chǎn)生的電感或者電容的變化，進(jìn)行機(jī)-電模擬量轉(zhuǎn)換。當(dāng)采樣頭的探針沿著樣件表面以某一切向速度移動時，就發(fā)出對應(yīng)各坐標(biāo)位置偏移量的電流或電壓信號。最常見的接觸式數(shù)據(jù)采集方法是三坐標(biāo)測量機(jī)。
　　2、非接觸式測量方法
　　依據(jù)光學(xué)原理發(fā)展起來的非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要有激光三角測量法、光干涉法、結(jié)構(gòu)光學(xué)法、超聲波、圖像分析法以及工業(yè)計算機(jī)斷層掃描成像法等。
　�。�1）超聲波法
　　超聲波法原理是當(dāng)超聲波脈沖到達(dá)被測物體時，在被測物體的兩種介質(zhì)邊界表面會發(fā)生回波反射，通過測量回波與零點脈沖的時間間隔計算出各面到零點的距離。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，但測速較慢，測量精度不穩(wěn)定，目前主要用于物體的無損檢測和壁厚測量。
　�。�2）全息干涉法
　　利用光的相干性原理，測量分辨率可達(dá)光波長的幾百分之一。但需要干涉性好的激光光源和精確的干涉光路，測量范圍較小，在以內(nèi)。
　　（3）立體視覺法
　　是一種仿效人眼觀察物體的方法。通常情況下，測量精度不高，分辨率在毫米數(shù)量級。優(yōu)點是能快速獲取被測物信息，并可實現(xiàn)動態(tài)測量。主要應(yīng)用于地形地貌測量、機(jī)器人視覺、物體特征識別以及三維物象分析等場合。
　�。�4）工業(yè)層析法
　　最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前工業(yè)領(lǐng)域已可對工件內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、壁厚等進(jìn)行測量，是目前極具發(fā)展前景的一種非接觸式斷層測量方法，可用于工業(yè)產(chǎn)品的無損檢測和探傷。缺點是空間分辨率較低、獲得數(shù)據(jù)需要較長的積分時間、重建圖像計算量大、造價高，只能獲得一定厚度截面的平均輪廓。
　　（5）核磁共振圖像法
　　核磁共振斷層成像法是世紀(jì)年代末發(fā)展起來的一種新式醫(yī)療診斷影像技術(shù)。具有深入物體內(nèi)部且不破壞被測物的優(yōu)點，對生物體無損害，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的前景。不足之處是不適用非生物材料的工業(yè)產(chǎn)品，空間分辨率不及層析法，且測量時間長，設(shè)備昂貴。
　　（6）結(jié)構(gòu)光法
　　結(jié)構(gòu)光法是基于三角測量原理的非接觸三維物體測量方法，又稱為投影光柵法，是將具有一定模式的光源，如柵狀光條投射到被測樣件表面，用兩個鏡頭從不同角度獲取表面反射的圖像，通過圖像處理的方法得到整幅圖像上像素的三維坐標(biāo)，即對圖像進(jìn)行分析以確定表面上數(shù)據(jù)點的坐標(biāo)。這種方法具有非接觸、測量速度快、精度高、算法相對簡單、系統(tǒng)實現(xiàn)方便、造價相對較低等優(yōu)點，己成為逆向工程三維數(shù)字化領(lǐng)域的最重要的三維形貌測量手段。
　�。�7）激光三角法
　　激光三角法的原理是采用激光作為光源，照射到被測物體上，利用CCD（ChargeCoup1edDevice）接受漫射光成像點，根據(jù)光源物體表面反射點、成像點之間的三角關(guān)系計算出表面反射點的三維坐標(biāo)。這種方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，并已廣泛使用。
　　表1接觸式與非接觸式測量系統(tǒng)比較
　　

	優(yōu)點	缺點
接觸式測量系統(tǒng)	1、因為機(jī)電技術(shù)的成熟，有較高的準(zhǔn)確性和可靠性 2、與工件表面反射特性無關(guān)，與顏色曲率關(guān)系不大 3、適合基本幾何形狀的測量	1、有時需要特殊夾具，使測量成本增加 2、需要經(jīng)常校正探頭直徑 3、操作不當(dāng)容易損傷表面精度和探頭 4、逐點進(jìn)出方式測量，速度較慢 5、需要對探頭進(jìn)行半徑補(bǔ)償，會導(dǎo)致修正誤差的問題
非接觸式測量系統(tǒng)	1、不必作探頭半徑補(bǔ)償 2、測量速度快 3、軟、薄、不可接觸的工件可以直接測量	1、測量精度較差 2、易受工件表面反射特性的影響，如顏色、斜率等 3、噪聲較高

　　表2數(shù)字化方法比較
　　

測量方式	精度	測量速度	可測量輪廓 的復(fù)雜程度	對材料是 否有限制	測量成本
三坐標(biāo)法	0.6～30m	慢	較差	有	較高
激光三角法	±5m	一般	一般	無	較高
結(jié)構(gòu)光法	±1～±3m	快	好	無	一般
CT 超聲波	1mm	較慢	好	無	高

由表1所示，對接觸式與非接觸式測量系統(tǒng)進(jìn)行了比較，分別得出了他們的優(yōu)缺點。表2對比了幾種常用數(shù)字化方法。
　　二、測量路徑規(guī)劃
　　1、接觸式測量路徑規(guī)劃
　　在所有的產(chǎn)品設(shè)計理念中，逆向工程所具有的一個很大的優(yōu)勢就是從產(chǎn)品模型到產(chǎn)品的生產(chǎn)之間的時間差要比其他設(shè)計理念所用的時間短的多，如果整個逆向工程所用的時間過長，這一優(yōu)勢便蕩然無存。所以在整個流程中，縮短各個環(huán)節(jié)所需要的時間便是要考慮的一個重要的方面。三坐標(biāo)測量機(jī)是一種高精度的測量儀器，為保證其測量精度和安全運行，三坐標(biāo)測量機(jī)通常運行速度很低，并且在測量過程中，測頭的鎖緊和解鎖、測頭的旋轉(zhuǎn)要消耗很大的一部分時間。因此，在測量路徑規(guī)劃中，如何減少測頭運轉(zhuǎn)的空行程和測頭的旋轉(zhuǎn)測量，提高三坐標(biāo)測量機(jī)的測量效率，便是要考慮的一個問題。
　　逆向工程中的數(shù)據(jù)測量路徑規(guī)劃的目的是精確而又高效的采集和利用數(shù)據(jù)，為后續(xù)模型重構(gòu)的進(jìn)行創(chuàng)造條件。精確是指所采集的數(shù)據(jù)足夠反映產(chǎn)品樣件的特性，而不會產(chǎn)生誤導(dǎo)、誤解。高效是指在能夠正確表示產(chǎn)品特性的情況下，所采集的數(shù)據(jù)盡量少，所走過的路程盡量短，所花費的時間盡量少。
　　測量路徑規(guī)劃的任務(wù)包括測頭和測頭方向的選擇、測量點數(shù)的確定及其分布、檢測路徑的規(guī)劃不發(fā)生碰撞等。對于數(shù)據(jù)測量路徑規(guī)劃，首要問題便是如何減少總體測量路徑規(guī)劃所需的最少時間的問題。在此有一條基本的準(zhǔn)則順著產(chǎn)品法向測量，沿著特征法向走。在實際工作中要根據(jù)逆向造型需要和具體工件形狀具體確定測量規(guī)劃方法，數(shù)據(jù)測量路徑規(guī)劃主要分為規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀樣件的數(shù)據(jù)測量路徑規(guī)劃兩種。
　　（1）規(guī)則形狀樣件的測量路徑規(guī)劃
　　此類測量規(guī)劃多用于工業(yè)產(chǎn)品中。對于規(guī)則形狀，諸如點、直線、圓弧、平面、圓柱、圓錐、球等，也包含擴(kuò)展規(guī)則形狀，如雙曲線、螺旋線、齒輪、凸輪等，數(shù)據(jù)采集多用精度高的接觸式測頭，依據(jù)數(shù)學(xué)定義這些元素所需的點信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集規(guī)劃。雖然一些產(chǎn)品的形狀可歸結(jié)為特征，但現(xiàn)實產(chǎn)品不可能是理論規(guī)則形狀，加工、使用、環(huán)境的不同，也影響著產(chǎn)品的形狀。作為逆向工程的測量規(guī)劃，就不能僅停留在“特征”的提取上，更應(yīng)考慮產(chǎn)品的變化趨勢，即分析形位誤差。在新型的三坐標(biāo)測量機(jī)中，已經(jīng)固化了一些規(guī)則形狀工件的自動測量軟件，包括針對點、線、面、圓、橢圓、圓柱、圓錐、球等基本幾何元素及其形狀、位置、相互關(guān)系的基本測量軟件，還包括對齒輪、螺紋凸輪與凸輪軸等專用的智能化測量軟件。在實際的測量過程中，只需輸入相應(yīng)的參數(shù)，便可實現(xiàn)工件的自動化測量。
　�。�2）不規(guī)則形狀樣件的測量路徑規(guī)劃
　　不規(guī)則形狀曲面的路徑規(guī)劃主要是自由曲線和自由曲面的數(shù)據(jù)采集規(guī)劃，由于大多的構(gòu)成產(chǎn)品的自由曲面和自由曲線是無法用確切的數(shù)學(xué)公式所描述，并且在某些產(chǎn)品的逆向工程過程中，其產(chǎn)品的形狀是未知的，只能依靠人為的記憶和經(jīng)驗進(jìn)行判定。因此，對于在逆向工程中一些非規(guī)則形狀樣件的測量路徑規(guī)劃則顯得尤為困難。在測量規(guī)劃中，自由曲線和自由曲面的測量規(guī)劃技術(shù)一直是測量規(guī)劃的瓶頸之一。在實際的測量規(guī)劃技術(shù)中，主要遵循以下兩個準(zhǔn)則:
　　1）離散點數(shù)據(jù)應(yīng)和自由曲面的特征分布相一致。即在曲率變化大的區(qū)域測量點的分布較密，在曲面曲率變化小的地方測量點的分布應(yīng)較為稀疏。在這種理念下的測量規(guī)劃方法主要有三角形自適應(yīng)法，其充分利用了待測曲面的幾何特征，使得測點的分布隨曲面曲率大小的變化而變化，減少了冗余數(shù)據(jù)且測點數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)明顯，有利于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理流程。在現(xiàn)在計算機(jī)高速發(fā)展的情況下已基本能夠?qū)崿F(xiàn)實時的自動測量。
　　2）測點形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較優(yōu)，已滿足造型的需要。原則上，要描述自由形狀的產(chǎn)品，只要記錄足夠的數(shù)據(jù)點信息即可，但很難評判數(shù)據(jù)點是否足夠。實際數(shù)據(jù)采集規(guī)劃中，多依據(jù)工件的整體特征和流向，順著特征走。法向特征的數(shù)據(jù)采集規(guī)劃，對局部變化較大的地方，仍采用這一原則進(jìn)行分塊補(bǔ)充。
　　2、測量路徑規(guī)劃的規(guī)則
　　進(jìn)行測量路徑規(guī)劃的目的，一是在一定采樣點數(shù)目下盡可能真實地反映曲面原始形狀，二是在給定的采樣點精度下選取最少的采樣點。規(guī)則：
　�。�1）統(tǒng)一坐標(biāo)系
　　使用CMM進(jìn)行測量時，由于零件本身的復(fù)雜性和CMM測量范圍和測量角度的限制，一次裝夾往往不能獲得所需的全部數(shù)據(jù)，此時需要調(diào)整零件和測量系統(tǒng)的相對位置（即裝夾）。如果反求測量系統(tǒng)采用不同的內(nèi)部坐標(biāo)系來描述不同的裝夾位置得到的數(shù)據(jù)點，在反求造型時就首先需要進(jìn)行坐標(biāo)歸一化數(shù)據(jù)預(yù)處理，這不僅大大增加了反求造型數(shù)據(jù)預(yù)處理的工作量，而且多塊測量數(shù)據(jù)的拼合誤差也難以控制。鑒于多次測量過程中被測物體表面點之間的相對位置并未發(fā)生改變，采用建立零件坐標(biāo)系的方法來保證多次測量數(shù)據(jù)坐標(biāo)系的統(tǒng)一。
　　（2）分塊測量
　　一般來講，實物樣件外形可以被劃分為規(guī)則部分（如平面、圓柱、圓孔、筋板、凸臺等）和不規(guī)則部分（如自由曲面）。根據(jù)其外形特點，可以制定如下測量規(guī)劃：自由曲面部分，利用掃描測量獲得密集的掃描數(shù)據(jù)，如鼠標(biāo)上表面；對平面部分，可以只測量幾條掃描線即可，如鼠標(biāo)底面；孔槽等部分單獨測量，包括其位置和尺寸等參數(shù)。
　　

圖1鼠標(biāo)

　�。�3）按照曲面特征分布進(jìn)行測量區(qū)域劃分
　　在自由曲面的測量中，由于CMM測量范圍及尺寸的限制，往往不能一次掃描整張曲面，這就要進(jìn)行合理的測量區(qū)域劃分，區(qū)域劃分主要參照一些曲面特征。曲面特征是指一些局部的曲線或曲面（如曲面邊界、內(nèi)孔輪廓線、過渡圓角的脊線及復(fù)雜曲面所包含的局部曲面、二次曲面等）。在進(jìn)行區(qū)域劃分時同一曲面特征應(yīng)劃分在同一曲面塊中，而且在同一塊中的特征線的走向應(yīng)盡量一致。如果不能保證同一測量區(qū)域內(nèi)特征線走向一致，就需要減小掃描線間距或針對局部曲面特征進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)測，使測量數(shù)據(jù)能夠完整反映所有曲面特征。為保證數(shù)據(jù)的完整性，測量區(qū)域應(yīng)該有一定的重疊。
　�。�4）填補(bǔ)測量
　　在反求CAD建模過程中，復(fù)雜曲面表面上的孔、槽等結(jié)構(gòu)一般采用定義內(nèi)邊界的形式不進(jìn)行掃描測量，而是利用CAD軟件的曲面延伸功能對曲面進(jìn)行切向延伸，然后再利用裁剪功能將孔設(shè)計出，這種方法降低了測量效率，破壞了曲面數(shù)據(jù)的完整性，同時，由于復(fù)雜曲面延伸時，對跨界切矢非常敏感，因此很難保證延伸曲面的形狀和精度。 如果將曲面上的孔、槽等結(jié)果用石膏或其他材料補(bǔ)上再進(jìn)行測量，則不需要定義內(nèi)邊界就可以對曲面進(jìn)行整體掃描測量。這既提高了測量效率，又保證了曲面數(shù)據(jù)的完整性。在用這種方法測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面造型時，只需在曲面造型完整后，去掉填充材料，測量內(nèi)孔輪廓，再用通用CAD軟件的裁剪功能對曲面進(jìn)行裁剪即可，降低了曲面造型的難度和工作量，同時保證了反求CAD模型的精度。
　�。�4）選擇采樣密度
　　測量機(jī)通過采樣獲取曲面信息，根據(jù)采樣理論，要完全反映曲面的形狀，測量點的密度應(yīng)該大于曲面形狀變化的最大頻率的2倍。對于復(fù)雜曲面來說，當(dāng)利用激光掃描等高速采樣設(shè)備時，這樣的樣本在技術(shù)上是可行的，但將給后續(xù)的分析帶來計算上的困難，對使用低速測量設(shè)備如CMM時，將使測量工作量相當(dāng)大。因而，在工程實際中，常利用統(tǒng)計學(xué)原理確定采樣樣本的大小。根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理給出的測量樣本，理論上其分布應(yīng)該是隨機(jī)的，但考慮到曲面測量和加工的實際情況，目前在曲面的測量點分布中，常用的有如下兩種情形：
　　1）均勻分布：測量點均勻分布在曲面上，其優(yōu)點為測量路徑容易形成，測量位置容易確定，缺點是沒有考慮到曲面形狀的變化，使得局部的樣本密度與曲面的局部形狀變化的曲率不相適應(yīng)，沒有考慮到加工難度隨曲率變化的規(guī)律。
　　2）按曲率分布大小布置測量點：這種方式克服了均勻分布的缺點，但帶來在曲率較小的區(qū)域有可能測量點過少的問題。
　　結(jié)合上面兩種方法，在均勻布點的基礎(chǔ)上再按曲率分布進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以取得了良好的效果。
　�。�5）邊界測量
　　在用測量機(jī)對邊界點進(jìn)行測量時，由于接觸打滑，使得邊界測量測點不準(zhǔn)確。解決的辦法是向內(nèi)等距地測量邊界內(nèi)測點，構(gòu)造曲面模型，通過曲面延伸計算得到邊界數(shù)據(jù)。為避免延伸曲面的自交和重疊，應(yīng)做到：
　　1）曲面邊緣測量點的布置應(yīng)與真實邊界等距，且距離應(yīng)盡量小。
　　2）邊緣測量點的布置要密一些，且均勻。
　　3）根據(jù)具體產(chǎn)品的外形特征選擇延伸方式。
　　本文在對電話機(jī)聽筒的邊界進(jìn)行測量時，如圖2所示，沿邊界畫了一條等距線，然后手握測頭沿著這條等距線進(jìn)行測量，這樣減小了人為視線誤差。
　　

圖2電話機(jī)聽筒測量路徑

3、激光掃描的測量路徑規(guī)劃
　　由于工件表面形狀不一，表面曲率變化不盡相同，特別是一些復(fù)雜的自由曲面，無法通過對整個曲面掃描得到曲面上所有的點。如果采用單一的測量方式對待，可能導(dǎo)致系統(tǒng)對有些物體的測量質(zhì)量（如數(shù)據(jù)完整性）較差或難以測量。為獲得正確、完整的測量數(shù)據(jù)，測量前必須做好測量規(guī)劃。
　　（1）掃描方式
　　對于LSH800系統(tǒng)而言，可以依據(jù)模型的外形與輪廓的變化，找出最佳的測量方式。將常見測量對象分為三類。
　　1）棱柱類——長、寬、高差別不是很大，但是有較大的局部曲率變化；
　　2）回轉(zhuǎn)體類——有明顯的回轉(zhuǎn)特征且曲率變化平緩；
　　3）盤蓋類——扁平且薄或在某一方向上對稱的物體。
　　這種劃分沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)，一般是參照物體形面的幾何特征。針對不同的特征及大小采取不同的測量策略。
　　以圓柱體測量為例，如圖3所示，左圖為旋轉(zhuǎn)掃描所得點云，右圖采用平面掃描，為其中的兩片相連點云。從右圖看出，紅色、藍(lán)色點云間出現(xiàn)數(shù)據(jù)重疊，一方面自動拼接存在誤差，另一方面需要進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，所以這種掃描方法不可��；若采用旋轉(zhuǎn)掃描，則可以一次獲得整個數(shù)據(jù)，如左圖。
　　

（1）旋轉(zhuǎn)掃描（2）平面掃描 圖3旋轉(zhuǎn)掃描與平面掃描對比圖

　　（2）工件裝夾定位
　　對于尺寸大于測量行程的樣件，必須進(jìn)行多次裝夾，分段測量。在上述幾種測量過程中，如果存在無法獲取的局部特征，也應(yīng)重新裝夾定位測量。工件裝夾的基本原則是保證樣件的原有狀態(tài)。裝夾時，應(yīng)確保裝配體及每一個零件在測量狀態(tài)下的形狀與使用狀態(tài)下一致，產(chǎn)品在裝卡時不可以發(fā)生變形，也就是所有零件應(yīng)盡可能在裝配狀態(tài)下測量。對于剛性較好的裝配體，裝夾時只需自然放置在支架上，然后進(jìn)行加固，以確保在測量時不會發(fā)生傾倒或移位。對于柔性或已經(jīng)產(chǎn)生變形的工件，則應(yīng)使用強(qiáng)行約束使其形狀恢復(fù)至使用狀態(tài)，再安裝到支架上固定。
　　工件測量位姿也是裝夾時要考慮的因素，應(yīng)盡量在一次定位的基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)采集，以避免多次定位和多視拼合所產(chǎn)生的誤差。工件定位應(yīng)注意以下原則：
　　1）每次定位時所能達(dá)到的測量范圍最大化，從而減少測量分塊的數(shù)目，以減少工件重復(fù)定位帶來的累積誤差。
　　2）測量區(qū)域劃分應(yīng)避免邊界線與特征線相交，以保證特征數(shù)據(jù)的完整性，防止同一特征的二次測量數(shù)據(jù)拼合誤差造成的特征變異、失真。
　　3）重定位測量時，應(yīng)正確確定重定位基準(zhǔn)點，使基準(zhǔn)點所形成的區(qū)域盡可能大，即每次定位應(yīng)與之前的某次定位有盡可能大的重合測量區(qū)域。以保證數(shù)據(jù)的完整性，及保證重定位變換的精度。
　　4）重要的測量面盡可能放置成垂直狀態(tài)以保證測量精度。
　　5）為防止特征數(shù)據(jù)丟失，盡量使測量區(qū)域內(nèi)擁有一個一致的特征線走向，以保證掃描方向與測量區(qū)域內(nèi)所有的特征線走向保持近似垂直。如不能保證同一測量區(qū)域內(nèi)特征線走向一致，需減少掃描線間距，使測量數(shù)據(jù)能夠完整反映所有曲面特征。
　　6）定位前應(yīng)考慮工件在何種位姿下可獲得最佳的測量效果，可以考慮以一定的角度傾斜工件以避免測量死角。測量曲面復(fù)雜的三維邊界時，掃描線方向應(yīng)與測點曲面法矢保持一致。
　　7）測量前，應(yīng)對工件的測量次序進(jìn)行安排。一般較重要、難度較大或裝配重合部分應(yīng)優(yōu)先測量。
　　（3）數(shù)據(jù)獲取應(yīng)遵循的原則
　　1）測量時，首先應(yīng)保證盡可能完備的反映對象的幾何特征，保證數(shù)據(jù)的完整性。
　　2）在測量結(jié)構(gòu)復(fù)雜工件時，測量光線可能無法到達(dá)工件某些表面，形成測量死角。為避免測量死角，應(yīng)通過反復(fù)試擺工件，觀察工件表面在光電探測器敏感面上的成像狀況，找到最佳測量視角。
　　3）測量過程中，一般情況下很難一次完成整個工件的測量工作，需經(jīng)過多次測量。故需要將同一個工件的測量數(shù)據(jù)對齊到一個坐標(biāo)系下，為了將數(shù)據(jù)對齊誤差減少到最小，應(yīng)盡可能地減少數(shù)據(jù)對齊次數(shù)，即減少調(diào)整工件位姿的次數(shù)。
　　4）在曲率變化平緩的區(qū)域，可以相應(yīng)減少采樣數(shù)據(jù)點的密度。在曲率變化急劇的區(qū)域，應(yīng)盡可能的采集較多數(shù)據(jù)以保證工件的外形特征，防止產(chǎn)生由于測量數(shù)據(jù)不完整帶來的曲線擬合缺陷。
　　在對實物進(jìn)行全方位測量過程中，由于測量設(shè)備的限制，常常需要通過多次裝夾被測實物或者改變測頭角度來獲取目標(biāo)各個角度的表面數(shù)據(jù)。所有基于光線測量原理的設(shè)備，如激光掃描儀、圖形深度儀，都不可避免地存在光線被測量對象自身遮擋的情況，采用三坐標(biāo)測量機(jī)也存在測頭無法接近零件某些部位的情況。另外在使用多傳感器組合進(jìn)行測量時，如激光加CMM、激光加紅外壁厚測量儀等，由于使用了不同的測量設(shè)備，如果沒有統(tǒng)一的參考基準(zhǔn)或測量坐標(biāo)系，也需要采取措施將測得的數(shù)據(jù)融合在一起。除了少數(shù)擁有工業(yè)CT或者層析測量設(shè)備的環(huán)境，為了獲得零件的全方位數(shù)據(jù)，多次測量是不可避免的。
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