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斗齿点云数据预处理
[2018/5/30]

   某斗齿及其点云如图1所示。

图1 斗齿及其点云

  在采用激光扫描方式完成斗齿的点云数据采集后,并确定了逆向策略和逆向精度(内腔精度为0.5mm,外形精度为1mm)的前提下,斗齿点云数据的预处理主要有以下4个部分。

  (1)降噪

  首先采用设定点与点之间距离的方法,降低点云中点的数量。然后应用“modify-extract”菜单下的圈选点云命令,圈选出体外孤点,并将其删除。最后选取所有的点云,通过“modify”菜单下的“merge”命令使所有点云结合为一个整体。

  (2)对齐

  由于斗齿样件自身特点(具有较深的复杂内腔)和测量方法的局限性,使得测量的点云不与任何坐标系对齐,因此需要将点云对齐到坐标系。为了方便后续操作,采用321对齐法,将斗齿的点云对齐到世界坐标下(该坐标系在所有软件中通用)。

  (3)漏洞修补

  将点云在Geomagic Studio软件中转化为三角网格的形式,如图1(b)中左图(即带有1、2、3标号的图)所示,可以看到该斗齿点云存在3个漏洞。内腔和销孔的交界处存在漏洞1,该漏洞比较小,可以采用基于Imageware软件插值点的方式或者倒圆角的方式进行修补;对于外形上的漏洞2和漏洞3,采用在Geomagic Studio软件中直接进行漏洞填充的方法进行修补。

  (4)数据分割

  根据斗齿各部分的精度要求和采用造型方法的不同,将斗齿点云分为3个部分,即斗齿的内腔、销孔和外形,如图2所示。

图2 点云分割

  将斗齿内腔和外形连接处的包含圆角部分的点云划分给外形,因为这里的圆角没有配合精度要求,这样分割的好处是在后期曲面整合时无需再倒圆角。另外,与文献中的斗齿分割方法相比较,本文中斗齿虽在内腔深度和外形尺寸上均更大且复杂,但点云分割数量却大大减少。

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