基于激光成像的逆向工程技術(shù)

作者：:David Page，Andreas Koschan，Yiyong Sun and Mongi Abidi
作者介紹:David Page，Andreas Koschan，Yiyong Sun and Mongi Abidi 是美國諾克斯維爾市田納西州大學(xué)機器人學(xué)和智能系統(tǒng)實驗室，電氣與計算機工程系的專家。
關(guān)鍵字:逆向工程技術(shù)，成像
摘要: 在這篇文章里，我們探討用激光測距成像技術(shù)自動生成電腦輔助設(shè)計模型現(xiàn)行的汽車零件的方法。我們提出一個完整的進(jìn)行整合數(shù)據(jù)采集及模型重構(gòu)的系統(tǒng)。我們討論怎樣解決阻塞問題以及相關(guān)的對齊問題，我們也提出我們的重建算法。這個以電腦輔助逆向工程為基礎(chǔ)的系統(tǒng)更有潛力，重建模型比傳統(tǒng)逆向工程技術(shù)更快。最后，我們目前的成果來自該系統(tǒng)。

一、簡介
激光成像技術(shù)領(lǐng)域最近的發(fā)展，導(dǎo)致了利用這些技術(shù)作為反向工程(RE)的工具的研究。RE是指對現(xiàn)有的物體創(chuàng)建計算機輔助設(shè)計(CAD)模型的能力（Bernardini等，1999年）。作為檢查和驗證的工具，RE是一種有價值的反饋路徑，尤其是在快速制造系統(tǒng)中。逆向工程(RE)或計算機輔助逆向工程(CARE)的自動化要求大大影響了系統(tǒng)設(shè)計的進(jìn)程。當(dāng)零件模型不存在或者不可能加工的時候，計算機輔助逆向工程允許通過電子傳播將原始設(shè)計與實際生產(chǎn)結(jié)果相比較來重建或修改這些實際物體的CAD模型(Thompson等,1999年)。傳統(tǒng)的CARE方法諸如坐標(biāo)測量儀等往往是枯燥和乏味但是高度準(zhǔn)確。相反，本文討論的關(guān)于基于激光成像技術(shù)的CARE相對來說非常的快速，但是準(zhǔn)確性卻不如傳統(tǒng)的坐標(biāo)測量儀。以激光為基礎(chǔ)并且快速而準(zhǔn)確的掃描設(shè)備的出現(xiàn)促使了對在RE中利用這些設(shè)備的研究。這樣的系統(tǒng)提供了將RE納入設(shè)計主流的機遇(Va´rady，Hermann等, 1996)。此前，基于激光掃描系統(tǒng)是一個強大的技術(shù); 然而，計算機視覺研究人員還必須解決一些技術(shù)性的挑戰(zhàn)。在這篇論文中，我們將探討這些挑戰(zhàn)和我們的實驗室在逆向工程系統(tǒng)方面的研究成果。