计算方法采用7参数坐标变换法。由于点云不存在扭曲和缩放,因此点云坐标转换为刚体变换,缩放因子为1,其他6参数包括3个角度转换量、3个坐标平移量。
设两个测站点云集合P={pi}, Q={qi},i=1,2,···,N,以式(1) 为目标函数采用下限值二乘法计算得到R和T的解答,使得f(R,T) 达到下限
式中,R表示旋转矩阵;T表示平移矩阵。
2.2基于面的ICP准确匹配
为了解决ICP算法效率问题,提高算法准确度,首先对点云按下列步骤进行预处理:
(1)对测站点云包围盒按某初始边长均匀划分为立方体栅格。
(2)遍历每一个立方体栅格,将其内的点云采用下限值二乘法拟合成平面。
(3)若拟合的平面的标准偏差小于阈值,则对立方体栅格内的点云计算重心点,记录重心点的坐标和所拟合平面的法向量。
(4)否则,立方体栅格内的点云的点个数大于阈值,且立方体栅格边长大于规定晓得边长,则将该立方体栅格继续均匀细分为8个小立方体栅格,重复步骤(2)。
(5)全部立方体栅格处理完毕,产生了由含平面法向量的重心点构成的新点集。
首先按照初始边长为1m划分立体空间块,按照上述步骤对各测站内点云进行预处理,设定方块平面拟合标准偏差阈值为2cm,方块内少点个数设为100,下限边设为20cm。
在粗拼接提供了初始配准矩阵的前提下,对预处理后的点云采用点到切平面的ICP算法[13]进行测块内多站自动准确拼接。设经上述处理后两测站新点集为P'、Q',则目标函数为式(2),求R'和T'的解答,使得f(R',T') 达到下限
式中,R'为旋转矩阵;T'为平移矩阵;qi为Q'中的点;pi为P'中的点;Hpi为pi对应的切平面;D(R'qi+T',Hpi)为点qi到切平面Hqi的距离。
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三坐标测量机是一种精密的测量仪器,它的测量空间中的任何一点都可以达到微米的级别,随着现在科学的发展,精密制造业的不断进步,三坐标价格,对三坐标测量机的精度要求进一步的提高了,否则很难适应超精加工和科学技术发展的需求。
为了提高三坐标测量机的精度,就要针对能够影响精度方面的因素做出处理。以下总结出提高三坐标测量机精度的四个步骤,希望能对三坐标测量机的使用者有所帮助。
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二:必须提高三坐标测量机结构的精度,包括测量机主机、分度台、测头与各种测头附件的精度。这里尤为重要的是提高他的重复精度。
三,忠县三坐标,要努力减小力变形、热变形及其它环境因素带来的影响。特别要注意避免复杂力变形与热变形。这要从结构和环境控制两方面采取措施。
四,还要采用适当的采样策略。测量机应具有智能功能,能针对被测参数及精度要求,采用效果佳采样策略。
相信,经过上面所说的四个步骤,三坐标测量机的精度将得到进一步的提升,可以更好地为三坐标测量机使用者服务。
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