CAD原理2.ppt

用机械传感器扫描 利用多个图像3D测距和物体/工作空间建模 用 3D 位置传感器 (3D 摄像机) 获得 3D 云点数据 两种选择: 基于三角测量: 可见激光, 短距, 准确 基于消耗时间: 激光和微波, 长程, 不够准确 基于三角测量测距仪 基于三角测量测距仪 基于消耗时间的测距仪 反求工程中处理 3D 位置数据获得 3D CAD 模型 处理 3D 位置数据 – 3D 云点数据 →基于截面的 CAD 模型 – 生成物体及空间的完全描述 – 传感器融合 形成表面模型和 进行反求工程 –基于截面的 CAD 模型 → 表面模型 → CNC 加工; RP等. 多视图融合和模型生成 用于商业和超尺寸车辆的自动车辆尺寸测量系统 可在收费站实施 实时车辆尺寸测 量 复杂车辆形状 速度120 km/小时地车辆尺寸测量 恶劣天气条件 高度和宽度误差: 15 cm 长度精度: 30 cm 用红外激光测距仪对运动车辆进行自动实时尺寸测量 反求工程和自动 CNC 工具路径生成 用于高效和高质量装饰件加工 基于 3D 扫描的几何建模 挑战: – 准确/照明/范围 (选择正确的 3D 传感器技术) – 阻塞 (障碍)/多视点融合 – 多层建模: 云点 /截面/表面/实体 应用: – 反求工程 (e.g. Face Mask) – 尺寸测量 (e.g. Moving Vehicle) – 物体辨识 (e.g. Moving Vehicle) – 3D CAD 模型生成 – 3D 雕刻文件 – 做鞋 – 电影人物制作/计算机游戏 作业: – 找和阅读 3D 长程传感器 CAD 系统的硬件 陈渭 2014.09 CAD 系统的硬件 计算机系统 * 大型计算机和图形终端  * 功能强大 * 不方便 * 成本高 * 专用 CAD 系统 * 专门 用于CAD, 由一个超小型机和几个设计工作站组成 * 遵循 “中心控制概念 * 不方便和不 够强以处理3D复杂建模 * 工作站 高端个人计算机 * 支持多任务 * 支持网络和文件共享 * 成本低 * 现在和趋势 CAD 系统的硬件 输入和输出装置 计算机 图形输入 字母－数字 输入 图形输出 字母－数字 输出 （CAD工作站） 计算机终端 图形输出设备 输入和输出装置 计算机 图形输入 字母－数字 输入 图形输出 字母－数字 输出 （CAD工作站） 计算机终端 图形输出设备 （a）两种技术 矢量绘图设备 光栅扫描设备 （例如－笔式绘图仪） （例如－点阵打印机 激光打印机） 用数组 A（I，J) 数组中每个元素 为“0”或“1” 说明： 两种光栅显示设备 (CRT 和 LCD) 描的方式生成图像 传统的阴极 射线管电视以扫 LCD显示 一个象素表示一 个光点，以增加图像质量 采用象素，每 图形输出设备: 优点 矢量 光栅 （1）好的分辨率 （1） 速度与图像无关 （a）直线 （b）光滑曲线 （2）仅需很少的内存 和指示 缺点 （1）复杂图像成像慢 在CRT上抖动 （2）着色困难且慢 图形输出设备: CRT（阴极射线管）－矢量设备 电磁场控制电子束使磷放光，持续时间取决于镀层材料（10－60 微秒）。刷新速度30－80次/秒，高于人的眼睛获取速度（23次/秒） 图形输出设备: 光栅设备（电视屏幕） 分辨率取决于屏幕的象素数目，而数目取决于内存数和光束的分辨率 例如：13英寸屏幕（8X10英寸） 100X100象素/英寸2黑白显象， 1bit/象素（彩色或灰度不同时8bits） 80英寸2X10,000象素/英寸2=800,000bits 图形输出设备: 液晶显示器（LCD)与等离子显示器（ELD） 平面图像显示设备 LCD云ELD具有同样的缺点，诸如反应速度慢，温度范围窄，尺寸与视角由限制 平显技术有了很大的发展，越来越多的LCD和ELD用在电视和计算机屏幕 LCD 和 等离子显示 LCD 监视器与CRT监视器比较 CRT比LCD稍微好的原因 成本低 色