附件C：譯文

三維光學(xué)測(cè)量和逆向工程在汽車上的應(yīng)用

摘要
本文闡述了三維光學(xué)采集，逆向工程和快速成型在歷史上著名的一千英里公路賽中的法拉利250上的一個(gè)非常特殊和指示性的例子，主要應(yīng)用了基于非相干光投影的三維光學(xué)整體式數(shù)字轉(zhuǎn)換器（這種技術(shù)，發(fā)展于實(shí)驗(yàn)室中）。整個(gè)過(guò)程包括樣車的購(gòu)置，點(diǎn)云的校整，三角模型的定義，樣條曲線的創(chuàng)建，標(biāo)準(zhǔn)面的生成，直到最后規(guī)?；纳a(chǎn)。
這個(gè)過(guò)程的重要性，除了應(yīng)用到一個(gè)獨(dú)特的，久負(fù)盛名的歷史性的賽車以外，展示了由于使用光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量和大型表面的逆向工程，從而提高汽車車身裝配零件和全尺寸粘土模型的精度和減少加工時(shí)間在汽車設(shè)計(jì)和改進(jìn)過(guò)程中的一種輕松的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：光學(xué)數(shù)字化；逆向工程；汽車應(yīng)用；三角網(wǎng)絡(luò)；CAD模型；快速成型
1、 介紹
計(jì)算機(jī)輔助制造，逆向工程和快速成型是在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中滿足當(dāng)今減少產(chǎn)品面向市場(chǎng)時(shí)間，允許產(chǎn)品可再配置性和重塑，節(jié)約總體成本和在生產(chǎn)前和生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)完全質(zhì)量控制的要求的關(guān)鍵因素。為此，近年來(lái)，人們對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中提高簡(jiǎn)便性和效率的硬件和軟件工具的要求越來(lái)越高[1]。其中一個(gè)對(duì)這種要求最高的領(lǐng)域是三維數(shù)據(jù)采集和空間自由形體的處理。
在汽車領(lǐng)域，三維采集系統(tǒng)被認(rèn)為是設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意的有效助手：事實(shí)上，正是它讓1：1的整車測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維模型成為可能。這個(gè)模型可以在計(jì)算機(jī)輔助造型和計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件的環(huán)境下被進(jìn)一步處理。在結(jié)合現(xiàn)代快速成型技術(shù)，設(shè)計(jì)師的作品可以在協(xié)同設(shè)計(jì)的框架內(nèi)通過(guò)使用一定比例的復(fù)制品和進(jìn)一步的改進(jìn)而得到確認(rèn)[2]。
直到今天，三維測(cè)量的傳統(tǒng)解決方案仍是基于接觸數(shù)字化：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）是這種類型設(shè)備中最復(fù)雜和準(zhǔn)確的測(cè)量設(shè)備之一。然而，除了接觸儀表外，為了滿足要求還增加了光學(xué)測(cè)量?jī)x器。后者的優(yōu)勢(shì)較于前者在于有限的侵入性，更高速的測(cè)量還有，通常來(lái)說(shuō)，更低的成本。市場(chǎng)提供了大量的光學(xué)測(cè)量設(shè)備[3]。它們中的一些（小輻射三角儀，自動(dòng)聚焦設(shè)備，激光條紋）作為探針已經(jīng)成功地整合到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）中了[4-6]。
每當(dāng)要求在很短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量復(fù)雜的，自由曲面表面，而又不需要非常高的測(cè)量精度時(shí)，廣域激光掃描儀和全場(chǎng)光學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換器便可作為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）的有效替代選擇。它們比CMM更快，在幾秒鐘之內(nèi)便可提供物體的三維形狀，同時(shí)可能用掉的費(fèi)用也會(huì)更低[7-9]。這些系統(tǒng)在同CMM結(jié)合在串聯(lián)運(yùn)作中，表現(xiàn)出理想的解決方案，即便當(dāng)精度和快速采集是必不可少的時(shí)候。
我們的實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)在光學(xué)測(cè)量設(shè)備的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中一直很活躍[10-12]。這些設(shè)備同CMM結(jié)合的使用展現(xiàn)了在不降低測(cè)量精度的同時(shí)大幅度降低了測(cè)量時(shí)間[13]。此外，OPL-3D，一種基于不相干，有結(jié)構(gòu)的光投射的新奇的、強(qiáng)大的光學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換器最近已經(jīng)被開(kāi)發(fā)[14]出來(lái)并以3DShape的商品名投放市場(chǎng)（Open Technologies srl,Italy）。