3D-сканирование кузова автомобиля с применением фотограмметрии

Как не терять точность и экономить время при 3D-сканировании крупногабаритных объектов? Использовать преимущества опорных сетей. Студенты Московского политехнического университета знают это и успешно применяют. Рассмотрим, как они оцифровали автомобиль для проведения виртуальных испытаний.  

Студенты факультета Машиностроения специальности Инноватика поставили целью дипломного проекта улучшить аэродинамические качества гоночного автомобиля. Для этого они планируют решить несколько задач. Сначала - сканирование и реверс-инжиниринг, затем - проведение виртуальных испытаний по 3D-модели и доработка аэродинамики одного из элементов кузова, в итоге - проектирование и производство этого элемента. Такой последовательный подход требует достаточного количества времени. Поэтому сначала рассмотрим сбор информации о кузове авто, а когда молодые специалисты закончат проект, попросим у них описание остальных этапов.

Чтобы не терять точность на сшивке сканов при оцифровке крупногабаритного объекта, применили технологию фотограмметрии. Это сбор информации о местоположении опорных точек. На корпус авто наклеили маркеры: пяти миллиметровые некодированные (белые с черными точками) и кодированные (черные с радиальными штрихами). С помощью системы фотограмметрии AICON определили координаты этих меток.

Далее 3D-сканер RangeVision Spectrum откалибровали на первую зону сканирования, а опорную сеть фотограмметрии загрузили в программу ScanCenter NG. Метки помогли Spectrum точнее ориентироваться в пространстве. Благодаря этому сэкономили время, сократив плотность перекрытия на границах сканов. Если не нужна 3D-модель всего объекта - можно сканировать удаленные друг от друга элементы без пространства между ними. Опорная сеть четко позиционирует части относительно целого. Так, например, будет сохранено взаимное положение переднего и заднего бамперов.

Кроме того, фотограмметрия упрощает сканирование труднодоступных элементов. Если снять спойлер с авто, зафиксировать, избегая изменения геометрии и оцифровать отдельно, система по маркерам соотнесет элемент с опорной сетью и виртуально “вернет на место”. Еще один лайфхак, который сэкономил время работы - режим двойной экспозиции. Он есть в ScanCenter NG и доступен для всех сканеров RangeVision. Чёрные наклейки на белой машине пришлось бы оцифровывать в два скана, если бы не он.

Работа по созданию опорной сети и 3D-сканированию заняла один рабочий день. Теперь предстоит реверс-инжиниринг кузовных элементов и симуляция аэродинамических испытаний. Желаем студентам плодотворной работы и успешной защиты диплома.