船體逆向工程應(yīng)用實(shí)例

GAJETA是一艘來自克羅地亞的小型的傳統(tǒng)漁船，是木制的，長(zhǎng)約7-12米，常在地中海亞得里亞海沿岸的島嶼之間捕魚和運(yùn)輸。該船的優(yōu)點(diǎn)在于它圓形的船頭和船尾，及較高的承載能力和良好的適航性，使其特別適用于波濤洶涌的大海。然而，國(guó)外制造商在大量生產(chǎn)更便宜的塑料船，以致這類船只的數(shù)量正在急劇減少。
在這僅存的少數(shù)幾個(gè)克羅地亞船廠中，有一家座落于Nerezine島上的羅西尼亞小鎮(zhèn)，是專門從事施工和修理木船。熱衷于這8米長(zhǎng)GAJETA的美麗和適航性，Lekic一家決定重新開始生產(chǎn)這類木制的小船。他們有性能良好的小船，并擁有制造木船的基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在，有了現(xiàn)代科技的幫助，他們希望重振傳統(tǒng)造船業(yè)。
制造木船是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。船的框架有肋，梁和龍骨，這些決定了船的形狀，穩(wěn)定性和適航性。在過去，經(jīng)驗(yàn)豐富的工匠制作這些木框架是根據(jù)猜測(cè)和經(jīng)驗(yàn)，但成功率也挺高。Verticalcooling blender
一個(gè)可靠的方法來建造一個(gè)性能良好的新船，就是復(fù)制一條已經(jīng)證實(shí)是成功的船。將船梁的模板和形狀復(fù)制下來，然后轉(zhuǎn)到船廠重新生產(chǎn)。
現(xiàn)代技術(shù)簡(jiǎn)化并加快了具有重復(fù)性特點(diǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。為了能夠制造一個(gè)可用的Nerezine 船，克羅地亞公司TOPOMATIKA利用GOM的TRITOP攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)船的形狀的進(jìn)行三維量測(cè)。
為了準(zhǔn)確地定義船體的形狀，約300個(gè)參考點(diǎn)（有黑底白點(diǎn)的膠紙）貼于船上（Fig1）。然后，用數(shù)碼相機(jī)記錄來自各個(gè)方向的圖像，然后錄入筆記本電腦。該TRITOP軟件自動(dòng)識(shí)別參考點(diǎn)并編碼以得到高精確度的圖像。
所有圖片參考點(diǎn)位置確定后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配圖片上的獨(dú)立的標(biāo)記，并準(zhǔn)確計(jì)算3D參考點(diǎn)的位置。
標(biāo)定尺的實(shí)際長(zhǎng)度是被ultra-precisely認(rèn)證的辦公室校準(zhǔn)過,并提供適當(dāng)?shù)目s放。
TRITOP的測(cè)量結(jié)果顯示為許多精確的參考點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)在全域坐標(biāo)系統(tǒng)中。

Fig.1 為攝影測(cè)量做準(zhǔn)備 SMA End Launch Taiwan Manufacturer

Fig.2顯示了船體測(cè)量點(diǎn)的位置（紅點(diǎn)）和記錄的FIG像（黃色）時(shí)的攝像機(jī)位置。黃色的線表示從各個(gè)攝象機(jī)拍攝的位置到測(cè)量點(diǎn)。這些線的交點(diǎn)定義了點(diǎn)在空間的確切位置, 而且能確定所有測(cè)量點(diǎn)并清楚顯示在空間中的精確位置（坐標(biāo)X，Y和Z軸）來定義小船的三維形狀。因此，船的尺寸（例如，它的長(zhǎng)度 - Fig3）也已經(jīng)確定。用表面重建的軟件定義各個(gè)曲面。這些表面可以完全定義成船體的CAD模型。

Fig.2 在TRITOP軟件中參考點(diǎn)（紅色）和相機(jī)位置（黃色）	Fig.3 攝影測(cè)量的結(jié)果,測(cè)量點(diǎn)定義船的船體形狀

Fig.4 顯示了基于FIG片測(cè)量參考點(diǎn)而計(jì)算成型的船的3D模型。FIG5例舉了船體的特征線(三個(gè)平面平行的部分)。

Fig.4據(jù)photogrammetrically計(jì)算船的三維模型

FIG.5 船體的特性線

現(xiàn)在，很容易將CAD模型根據(jù)客戶特定的要求進(jìn)行修改。根據(jù)CAD數(shù)據(jù)和部分線路，設(shè)計(jì)人員可以很容易地精確定義肋骨和船體等配套元素。FIG.6所示肋的形狀和頂殼邊緣的位置。綠色區(qū)域（右側(cè)）顯示了肋骨弓，船尾肋顯示為黃色。一臺(tái)數(shù)控銑床可以使用CAD數(shù)據(jù)直接按照肋的形狀加工木料。對(duì)于量小的單，,在CAD中定義的肋骨的形狀然后打印出來，直接對(duì)木頭進(jìn)行手動(dòng)加工。

FIG.6所示肋的形狀和頂殼邊緣的位置

我們可以快速、靈活并精確的使用TRITOP三維照相系統(tǒng)來測(cè)量船體。使顧客愿望得以完成，而且可以優(yōu)化并執(zhí)行生產(chǎn)。
我們想感謝Nerezine shipyard對(duì)TOPMATIKAR信任，并允許發(fā)表這往篇報(bào)告。更多3D打印資訊 微信號(hào)：RATCool3D   http://www.ratc.com.cn   企鵝:2076056604