23 października 2021


Zapis powierzchni obiektu uzyskany w wyniku skanowania 3D może zawierać błędy odwzorowania cech geometrycznych wynikające w głównej mierze z rozdzielczości urządzenia skanującego. W wyniku skanowania przekroje powierzchni elementów z reguły są poliliniami, a utworzone na nich powierzchnie – powierzchniami poligonalnymi.

Kazimierz Mutwil, Joanna Gołębiewska-Kurzawska

Obiekty techniczne będące wytworem projektowania inżynierskiego, nawet te o bardzo złożonej strukturze, z reguły są zbudowane z tzw. prymitywów geometrycznych, a złożoność konstrukcji uzyskiwana jest na drodze operacji logicznych na tych obiektach, bryłach lub powierzchniach, oraz ich edycji. Odtworzenie postaci konstrukcyjnej elementu uzyskanego w wyniku skanowania 3D możliwe jest poprzez zastąpienie polilinii, będących efektem digitalizacji modelu elementami geometrycznym typu: prosta, łuk i okrąg. W niniejszym artykule przedstawiamy proces geometryzacji obiektu utworzonego na podstawie skanowania 3D. Proces geometryzacji został zrealizowany w dwóch, odrębnych procedurach. Pierwsza bazuje na uzyskanym w programie Geomagic modelu bryłowym. Procedura druga natomiast, bazuje na chmurze punktów, stanowiącej podstawę do utworzenia bryłowego modelu skanowanego obiektu. Do obróbki danych wyjściowych w postaci bryły lub chmury punktów wykorzystano program Solid Works.
Wygenerowany w Geomagic model bryłowy, bazujący na chmurze punktów uzyskanych ze skanowania przedstawiony na rysunku 1 wykazywał liczne odchyłki postaci geometrycznej od obiektu rzeczywistego.


rys_1
Rys. 1 Widok modelu a) z lewej strony, b) z prawej strony.

Odchylenia zilustrowane na rysunku 2 były konsekwencją zastosowanej rozdzielczości skanowania. W przypadku skanowania fragmentu obiektu, w którym występuje zmiana cech geometrycznych porównywalna z dokładnością skanowania np. podcięcie na rysunkach 2a i 2d, sfazowanie na rysunku 2f  lub lokalne zagniecenie będące konsekwencją zastosowanej technologii wytwarzania elementu (rys. 2c i 2e), program generujący obiekt bryłowy wprowadza lokalne zniekształcenia na powierzchni odbiegające od rzeczywistej postaci obiektu. Celem edycji obiektu bryłowego była eliminacja tych fragmentów powierzchni modelu, które zawierają odstępstwa od obiektu rzeczywistego. Wykorzystując w tym celu narzędzie Usuń powierzchnię, z modelu bryłowego utworzono model powierzchniowy, z zachowaniem powierzchni ograniczających przestrzeń tworzącą obiekt bryłowy.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (33) czerwiec 2010