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题名特征自适应的复杂曲面扫描路径生成方法
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作者
林雪竹
王庭轩
郭丽丽
李丽娟
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机构
长春理工大学光电工程学院、光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室
长春理工大学中山研究院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期117-132,共16页
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基金
中山市社会公益科技研究项目(2022B2013)
吉林省科技发展计划重点研发项目(20200401019GX)
+1 种基金
长春理工大学中山研究院引进创新科研团队项目(CXTD2023006)
吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20230819KJ)。
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文摘
为了解决现有自动化扫描方法在面对复杂曲面时扫描完整性不足、普适性不佳等问题,提出了一种特征自适应的自动化扫描路径规划方法。首先,构建了激光扫描仪的扫描约束条件,分析其对扫描精度的影响,为特征自适应的复杂扫描路径规划提供理论支撑。其次,针对扫描仪姿态规划问题,提出了一种新的测量倾角约束聚类算法,对离散复杂曲面后获得的采样点进行聚类处理,实现扫描仪姿态的规划,并在此基础上获得扫描路径点。再次,针对扫描路径规划问题,引入法向矢量夹角矩阵作为惩罚矩阵,优化改进最近邻算法,实现符合需求的扫描路径规划。最后,为验证该方法可行有效,以汽车车门作为扫描对象,搭建了一个组合式自动化柔性测量系统,与传统行切扫描方法、手动扫描方法进行对比试验。试验结果表明,该方法相较于行切扫描方法在扫描仪姿态变换次数上减少了54%,测量精度提高了64.5%,降低了人工干预因素的影响,扫描完整性与手动扫描方法接近,可以实现针对复杂曲面的自动化扫描测量。
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关键词
激光扫描仪
扫描路径规划
扫描约束
特征自适应
聚类处理
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Keywords
laser scanner
scanning path planning
scanning constraint
feature adaptation
clustering processing
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分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
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