一(yī)、前(qián)言

三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)通(tòng)过(guò)三(sān)維掃描獲取高(gāo)精度(dù)立體(tǐ)三(sān)維點(diǎn)雲(yún)數據(jù)，建立所(suǒ)見(jiàn)即所(suǒ)得三(sān)維模型，利用(yòng)三(sān)維模型進(jìn)行數據(jù)管(guǎn)理(lǐ)後(hòu)續科學(xué)規劃(huà)應(yìng)用(yòng)，三(sān)維掃描是(shì)当前(qián)重(zhòng)要(yào)現(xiàn)代(dài)測量測绘技術(shù)之(zhī)一(yī)，廣泛應(yìng)用(yòng)于(yú)野外地質(zhì)測量勘測、桥梁(liáng)結構測量、工厂改造數字(zì)化(huà)管(guǎn)理(lǐ)、智能(néng)制造、古建築高(gāo)精度(dù)模拟存儲、公(gōng)共安(ān)全等領域。

二(èr)、項目背景

随着汽車市(shì)场(chǎng)銷售量的(de)不(bù)斷增加，某汽車生(shēng)産基地厂區(qū)在(zài)增加原有(yǒu)量的(de)基礎上(shàng)，實(shí)現(xiàn)对(duì)厂區(qū)車間(jiān)進(jìn)行改造，以(yǐ)适應(yìng)新(xīn)的(de)生(shēng)産发展(zhǎn)趨勢，滿足新(xīn)需求

三(sān)、項目要(yào)求

　　1.对(duì)焊裝(zhuāng)車間(jiān)進(jìn)行掃描，獲取車間(jiān)現(xiàn)狀點(diǎn)雲(yún)，为(wèi)後(hòu)續的(de)車間(jiān)改造提(tí)供數據(jù)基礎；

　　2.对(duì)掃描獲得的(de)數據(jù)進(jìn)行拼接並(bìng)删除與(yǔ)生(shēng)産線(xiàn)無關(guān)的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)；

　　3.将焊裝(zhuāng)車間(jiān)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)轉(zhuǎn)換到(dào)大(dà)地坐标(biāo)系(xì)，輸出(chū)點(diǎn)雲(yún)；

　　4.将設計(jì)的(de)三(sān)維模型和(hé)點(diǎn)雲(yún)三(sān)維模型导入(rù)到(dào)SIEMENS公(gōng)司的(de)Process系(xì)列软(ruǎn)件(jiàn)進(jìn)行对(duì)比和(hé)对(duì)車間(jiān)進(jìn)行虛拟改建。

四(sì)、工作(zuò)流程

　　4.1.點(diǎn)雲(yún)數據(jù)的(de)獲取

　　在(zài)開(kāi)始(shǐ)掃描前(qián)熟悉工厂环(huán)境，進(jìn)行掃描站點(diǎn)規劃(huà)：設備及(jí)遮擋物(wù)比較少(shǎo)的(de)區(qū)域安(ān)排掃描站點(diǎn)較少(shǎo)；設備複雜，遮擋物(wù)多(duō)，工作(zuò)环(huán)境複雜區(qū)域，安(ān)排掃描站點(diǎn)較多(duō)。站點(diǎn)與(yǔ)站點(diǎn)間(jiān)要(yào)布(bù)置三(sān)个(gè)（或(huò)三(sān)个(gè)以(yǐ)上(shàng)）互相通(tòng)视的(de)白(bái)色(sè)标(biāo)靶球，以(yǐ)便掃描後(hòu)各(gè)站點(diǎn)數據(jù)的(de)數據(jù)拼接。

　4.2.对(duì)掃描獲得的(de)數據(jù)進(jìn)行拼接

由于(yú)汽車焊裝(zhuāng)生(shēng)産線(xiàn)設備複雜遮擋物(wù)多(duō)，所(suǒ)以(yǐ)需要(yào)多(duō)个(gè)位(wèi)置進(jìn)行掃描，才能(néng)得到(dào)汽車焊裝(zhuāng)生(shēng)産線(xiàn)完整的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)。对(duì)各(gè)个(gè)掃描站點(diǎn)數據(jù)點(diǎn)雲(yún)進(jìn)行拼接才能(néng)實(shí)現(xiàn)不(bù)同(tóng)坐标(biāo)系(xì)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)整合到(dào)同(tóng)一(yī)坐标(biāo)系(xì)下(xià)。在(zài)RealWorks软(ruǎn)件(jiàn)下(xià)，将不(bù)同(tóng)測站的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)导入(rù)，通(tòng)过(guò)相鄰站點(diǎn)重(zhòng)疊點(diǎn)雲(yún)比对(duì)，软(ruǎn)件(jiàn)自(zì)動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)雲(yún)數據(jù)拼接，完成(chéng)不(bù)同(tóng)坐标(biāo)系(xì)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)整合到(dào)同(tóng)一(yī)坐标(biāo)系(xì)。

图(tú)1  NF車型主(zhǔ)線(xiàn)拼接點(diǎn)雲(yún)

　　4.3.删除車間(jiān)地面(miàn)點(diǎn)雲(yún)以(yǐ)及(jí)噪點(diǎn)

　　汽車焊裝(zhuāng)生(shēng)産線(xiàn)設備較多(duō)，掃描點(diǎn)雲(yún)數量龐大(dà)，含有(yǒu)大(dà)量的(de)多(duō)餘信(xìn)息。通(tòng)过(guò)对(duì)點(diǎn)的(de)數據(jù)整理(lǐ)，消除噪點(diǎn)並(bìng)删除與(yǔ)生(shēng)産線(xiàn)無關(guān)的(de)點(diǎn)雲(yún)。

4.4为(wèi)點(diǎn)雲(yún)模型建立大(dà)地坐标(biāo)系(xì)，輸出(chū)點(diǎn)雲(yún)

　　由于(yú)掃描出(chū)来(lái)的(de)點(diǎn)雲(yún)是(shì)測站坐标(biāo)系(xì)，拼接完成(chéng)之(zhī)後(hòu)的(de)數據(jù)仍然是(shì)以(yǐ)某一(yī)站为(wèi)基準的(de)測站坐标(biāo)系(xì)。所(suǒ)以(yǐ)，需要(yào)将坐标(biāo)系(xì)轉(zhuǎn)換到(dào)焊裝(zhuāng)車間(jiān)的(de)真(zhēn)實(shí)坐标(biāo)。根(gēn)據(jù)客戶提(tí)供的(de)軸网(wǎng)設計(jì)图(tú)紙(zhǐ)，可(kě)以(yǐ)量測出(chū)每个(gè)柱(zhù)子角(jiǎo)點(diǎn)的(de)坐标(biāo)值，需要(yào)将这(zhè)些(xiē)坐标(biāo)值賦予到(dào)點(diǎn)雲(yún)中(zhōng)相應(yìng)的(de)位(wèi)置去(qù)。首先(xiān)，利用(yòng)TRW软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)“目标(biāo)分(fēn)析器”功能(néng)下(xià)的(de)“點(diǎn)目标(biāo)（拐角(jiǎo)）”工具，可(kě)以(yǐ)快(kuài)速的(de)提(tí)取點(diǎn)雲(yún)中(zhōng)柱(zhù)子的(de)拐點(diǎn)，对(duì)于(yú)一(yī)次(cì)坐标(biāo)轉(zhuǎn)換，需要(yào)用(yòng)到(dào)三(sān)个(gè)點(diǎn)。然後(hòu)，利用(yòng)配準下(xià)的(de)“地理(lǐ)坐标(biāo)轉(zhuǎn)換”工具，为(wèi)上(shàng)步選取的(de)目标(biāo)賦予真(zhēn)實(shí)的(de)坐标(biāo)。最(zuì)後(hòu)导出(chū)點(diǎn)雲(yún)。

4.5按點(diǎn)雲(yún)現(xiàn)狀模型对(duì)設計(jì)設計(jì)模型進(jìn)行調整、構建布(bù)局(jú)

　　先(xiān)按照汽車焊裝(zhuāng)生(shēng)産線(xiàn)設計(jì)平面(miàn)图(tú)，对(duì)已有(yǒu)的(de)三(sān)維CAD數據(jù)在(zài)SIEMENS公(gōng)司Process Designer软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)進(jìn)行布(bù)局(jú)，再将整合完成(chéng)的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)导入(rù)SIEMENS公(gōng)司的(de)Process Simulate软(ruǎn)件(jiàn)。由于(yú)産線(xiàn)設備存在(zài)安(ān)裝(zhuāng)誤差和(hé)生(shēng)産过(guò)程的(de)位(wèi)置誤差，在(zài)Process Simulate软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)有(yǒu)許多(duō)設備位(wèi)置與(yǔ)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)不(bù)一(yī)致(zhì)。对(duì)與(yǔ)點(diǎn)雲(yún)位(wèi)置不(bù)一(yī)致(zhì)的(de)設備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，使設備三(sān)維特(tè)征與(yǔ)設備點(diǎn)雲(yún)特(tè)征重(zhòng)疊設備完成(chéng)位(wèi)置校(xiào)準。車間(jiān)会(huì)增加一(yī)些(xiē)新(xīn)設備，导入(rù)相關(guān)設備的(de)設計(jì)模型，在(zài)软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)進(jìn)行虛拟安(ān)裝(zhuāng)。

五(wǔ)、总結

本(běn)次(cì)通(tòng)过(guò)三(sān)維掃描技術(shù)对(duì)汽車焊裝(zhuāng)生(shēng)産線(xiàn)改造項目，成(chéng)功解(jiě)決了(le)工厂的(de)産品、設備、水(shuǐ)電(diàn)气(qì)管(guǎn)及(jí)建築結構構件(jiàn)完整性(xìng)和(hé)準确性(xìng)的(de)問(wèn)題(tí)。運用(yòng)三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)在(zài)汽車制造領域可(kě)以(yǐ)用(yòng)較短(duǎn)的(de)时(shí)間(jiān)、較少(shǎo)的(de)費用(yòng)構建三(sān)維工厂布(bù)局(jú)，有(yǒu)效对(duì)工厂、設備進(jìn)行可(kě)视化(huà)管(guǎn)理(lǐ)，並(bìng)且(qiě)确保實(shí)際工厂的(de)变更(gèng)事(shì)項持(chí)續反(fǎn)映到(dào)原先(xiān)構建的(de)三(sān)維數字(zì)化(huà)工厂中(zhōng)。