專利名稱：點云匯入系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種計算機輔助檢驗系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種點云匯入系統(tǒng)及方法。
背景技術：
質(zhì)量是一個企業(yè)保持長久發(fā)展能力的重要因素之一，如何提高和保證產(chǎn)品質(zhì)量，是企業(yè)活動中的重要內(nèi)容。為了提高和保證產(chǎn)品質(zhì)量，對產(chǎn)品實施檢驗是必不可少的，同時，日漸增多且急迫的檢驗需求要求企業(yè)能夠快速、準確地實施產(chǎn)品的檢驗。
早期對于受測對象的檢驗，一般采用特定的檢驗儀器，經(jīng)人工比對后確定檢測值。近年來，隨著計算機硬件性能的提高及價格的降低，計算機在受測對象檢驗活動中被大量的引入，因而提高了檢驗的速度和準確性。其做法一般是使用掃描機臺掃描受測對象，獲得由多個三維離散點組成的點的集合，一般稱之為點云，將點云資料匯入計算機，執(zhí)行相應軟件對點云資料進行處理，比如量測點云，色階比對等，從而實現(xiàn)對受測對象之檢驗。但是，目前接受點云匯入的系統(tǒng)很少，只有Metris Base5.1.1和Metris CadCompare7.0，這兩個系統(tǒng)使用范圍較窄，且點云匯入的速度緩慢，不適應現(xiàn)代企業(yè)對受測對象實施快速檢驗的要求。

發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種點云匯入系統(tǒng)及方法，其可自動快速地完成點云的匯入。
為達成上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供一個點云匯入系統(tǒng)，其可自動快速地完成點云的匯入。該系統(tǒng)包括至少一掃描機臺及一應用服務器。掃描機臺用于掃描受測對象以獲得一點云數(shù)據(jù)。應用服務器用于接收所述點云數(shù)據(jù)，并自動處理該點云數(shù)據(jù)。該應用服務器包括一點云接收模塊、一點云獲取模塊及一主處理模塊。點云接收模塊用于接收受測對象的點云數(shù)據(jù)，將接收的點云數(shù)據(jù)轉換成計算器所能識別處理的格式，并生成一點云文件。點云獲取模塊通過打開點云文件獲取所述點云數(shù)據(jù)。主處理模塊用于自動處理點云數(shù)據(jù)，在計算機輔助設計(Computer-Aided Design，CAD)系統(tǒng)中生成并顯示圖塊。該主處理模塊包括一進度條設置子模塊用于在點云匯入過程中對標示點云處理進度的進度條進行設置；一點坐標值讀取子模塊用于讀取點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)的每一點按字符串字符取出并轉換成雙精度數(shù)字類型，生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標XYZ值；一數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊用于將點云數(shù)據(jù)每一點的坐標值匯入CAD系統(tǒng)并生成圖塊；一圖塊顯示子模塊用于在CAD系統(tǒng)中顯示該圖塊。
本發(fā)明還提供一種點云匯入方法，該方法包括以下步驟(a)點云接收模塊接收受測對象的點云數(shù)據(jù)；(b)點云獲取模塊獲取所述點云數(shù)據(jù)；(c)主處理模塊執(zhí)行相應子模塊，自動處理所述點云數(shù)據(jù)，在CAD系統(tǒng)中生成并顯示圖塊；(d)產(chǎn)生一應用接口。
利用本發(fā)明，可以快速、自動地完成受測對象的點云的匯入，為準確快速地檢驗產(chǎn)品提供了保障。

圖1是本發(fā)明點云匯入系統(tǒng)的架構圖。
圖2是本發(fā)明點云匯入方法的應用服務器作業(yè)流程圖。
圖3是本發(fā)明點云匯入方法的處理點云文件作業(yè)流程圖。
圖4是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中設置進度條作業(yè)流程圖。
圖5是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中匯入數(shù)據(jù)到CAD系統(tǒng)作業(yè)流程圖。
圖6是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中讀取點云數(shù)據(jù)作業(yè)流程圖。
圖7是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中顯示圖塊作業(yè)流程圖。
具體實施方式參閱圖1，是本發(fā)明點云匯入系統(tǒng)的架構圖。該系統(tǒng)包括一應用服務器1、至少一掃描機臺2及多個應用終端3(圖中僅畫出一個)，上述設備經(jīng)由通信網(wǎng)絡4相連。通信網(wǎng)絡4可為一企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)、互聯(lián)網(wǎng)(Internet)或其它類型網(wǎng)絡。
應用服務器1用于接收受測對象的點云數(shù)據(jù)，自動處理該點云數(shù)據(jù)并生成圖塊。應用服務器1包括一點云接收模塊11、一點云獲取模塊12、一主處理模塊13及一應用接口生成模塊14。其中，主處理模塊13包括一進度條設置子模塊130、一點坐標值讀取子模塊131、一數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132及一圖塊顯示子模塊133。點云接收模塊11用于從掃描機臺2接收受測對象的點云數(shù)據(jù)，將接收的點云數(shù)據(jù)轉換成計算器所能識別處理的格式，如將基本圖形轉換規(guī)范(InitialGraphics Exchange Specification，IGES)格式轉換成文本格式，并生成一點云文件。所述點云文件指存儲有點云數(shù)據(jù)的文檔。所述點云數(shù)據(jù)可以是以接觸式的方式獲得，比如探針掃描，也可以是以非接觸式的方式獲得，比如激光掃描。點云獲取模塊12通過打開點云文件而獲得存儲于點云文件中的點云數(shù)據(jù)。主處理模塊13用于自動處理點云數(shù)據(jù)，在CAD系統(tǒng)中生成并顯示圖塊。所述CAD系統(tǒng)是一種計算機輔助設計系統(tǒng)，如AutoCAD、Pro/E、3D Max等。所述圖塊由基本幾何要素組成，包括點、線、圓等。進度條設置子模塊130用于在點云匯入過程中對標示點云處理進度的進度條進行設置。點坐標值讀取子模塊131用于讀取點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)的每一點按字符串字符取出并轉換成雙精度數(shù)字類型，生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標XYZ值。數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132用于將點云數(shù)據(jù)每一點的坐標值匯入CAD系統(tǒng)，并生成圖塊。圖塊顯示子模塊133用于在CAD系統(tǒng)中顯示該圖塊。應用接口生成模塊14用于產(chǎn)生一應用接口，以便于其它系統(tǒng)或程序調(diào)用點云匯入的模塊。應用終端3用于對上述生成的圖塊進行其它處理作業(yè)，比如量測點云，色階比對等。
參閱圖2，是本發(fā)明點云匯入方法的應用服務器作業(yè)流程圖。首先，點云接收模塊11從掃描機臺2處得到受測對象的點云數(shù)據(jù)，將得到的點云數(shù)據(jù)轉換成計算器所能識別處理的格式，并生成一點云文件(步驟S20)。接著，點云獲取模塊12通過打開一點云文件獲取點云數(shù)據(jù)(步驟S21)。之后，主處理模塊13執(zhí)行相應子模塊，自動處理上述點云數(shù)據(jù)，在CAD系統(tǒng)中生成并顯示圖塊(步驟S22)。最后產(chǎn)生應用接口，以便于其它系統(tǒng)或程序調(diào)用點云匯入的模塊(步驟S23)。
參閱圖3，是本發(fā)明點云匯入方法的處理點云文件作業(yè)流程圖。首先，進度條設置子模塊130設置進度條(步驟S30)，點坐標值讀取子模塊131讀取點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)的每一點按字符串字符取出并轉換成雙精度數(shù)字類型，生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標XYZ值(步驟S31)。接著，數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132將點云數(shù)據(jù)每一點的坐標值匯入CAD系統(tǒng)，并生成圖塊(步驟S32)。最后，圖塊顯示子模塊133在CAD中顯示圖塊(步驟S33)。
參閱圖4，是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中設置進度條作業(yè)流程圖。首先，進度條設置子模塊130根據(jù)點云文件中點的數(shù)目設置進度條最大值(步驟S40)，并將進度條最小值歸零(步驟S41)。接著，點坐標值讀取子模塊131讀取點云數(shù)據(jù)(步驟S42)，進度條值增加(步驟S43)。然后，主處理模塊13判斷是否已經(jīng)讀到點云文件尾(步驟S44)。如果已經(jīng)到了點云文件尾，則顯示進度條最大值(步驟S45)；如果沒有讀到點云文件尾，則返回步驟S42，點坐標值讀取子模塊131繼續(xù)讀取點云數(shù)據(jù)。
參閱圖5，是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中匯入數(shù)據(jù)到CAD系統(tǒng)作業(yè)流程圖。首先，點云獲取模塊12打開CAD數(shù)據(jù)庫(步驟S50)，定義圖塊初始值(步驟S51)，圖塊初始值包括圖塊名稱、圖塊屬性、圖塊顏色、圖塊比例和圖塊插入點坐標等。接著，點坐標值讀取子模塊131讀取點云數(shù)據(jù)的每一點，將字符串字符轉換成雙精度數(shù)字類型，并生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標XYZ，詳細描述見圖6(步驟S52)。然后，主處理模塊13判斷每一點的點坐標XYZ值的形式是否符合CAD坐標XYZ標準(步驟S53)，該CAD坐標XYZ標準指3D點形式。如果不符合，則返回步驟S52，點坐標值讀取子模塊131讀取點云數(shù)據(jù)；如果符合標準，數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132將點云數(shù)據(jù)匯入CAD數(shù)據(jù)庫(步驟S54)。之后，主處理模塊13根據(jù)坐標值在圖塊中加入點(步驟S55)，并判斷是否已經(jīng)讀到點云文件尾(步驟S56)。如果是，點云獲取模塊12關閉CAD數(shù)據(jù)庫(步驟S57)，如果沒有到達點云文件尾，則返回步驟S52，點坐標值讀取子模塊131繼續(xù)讀取點云數(shù)據(jù)。
參閱圖6，是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中讀取點云數(shù)據(jù)作業(yè)流程圖。首先，點云獲取模塊12打開點云文件(步驟S600)，點坐標值讀取子模塊131讀取點云數(shù)據(jù)每一點的字符串字符(步驟S601)，主處理模塊13判斷字符是否為空格(步驟S602)。如果是空格，則i＝i++，即第一次出現(xiàn)空格時，i＝1，第二次出現(xiàn)空格時，i＝2，依此類推。接著，判斷i是否等于1(步驟S606)，如果i等于1，點坐標值讀取子模塊131把字符轉換成雙精度數(shù)字類型并賦值給X(步驟S607)，然后，數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132將X值匯入CAD數(shù)據(jù)庫，作為該點在CAD系統(tǒng)中X軸的坐標值(步驟S611)，并返回步驟S601，點坐標值讀取子模塊131讀取下一字符；如果i不等于1，則判斷i是否等于2(步驟S608)，如果i等于2，點坐標值讀取子模塊131把字符轉換成雙精度類型并賦值給Y(步驟S609)，然后，數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132將Y值匯入CAD數(shù)據(jù)庫，作為該點在CAD系統(tǒng)中Y軸的坐標值(步驟S611)，并返回步驟S601，如果i不等于2，返回步驟S601。如果步驟S602的判斷結果不是空格，主處理模塊13判斷字符是否為回車符或換行符(步驟S603)，如果是，則令i＝0，點坐標值讀取子模塊131把字符轉換成雙精度類型并賦值給Z(步驟S610)，數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊132將Z值匯入CAD數(shù)據(jù)庫，作為該點在CAD系統(tǒng)中Z軸的坐標值(步驟S611)，并返回步驟S601。如果不是回車符或換行符，點坐標值讀取子模塊131將字符累加(步驟S604)。最后，主處理模塊13判斷是否已經(jīng)到點云文件尾(步驟S605)，如果是，則結束本循環(huán)；如果不是則返回步驟S601，點坐標值讀取子模塊131繼續(xù)讀取點云數(shù)據(jù)。
參閱圖7，是本發(fā)明點云匯入方法點云文件處理過程中顯示圖塊作業(yè)流程圖。首先，圖塊顯示子模塊133得到圖塊初始值定義，圖塊初始值包括圖塊名稱、圖塊屬性、圖塊顏色、圖塊比例和圖塊插入點坐標等(步驟S70)。接著，點云獲取模塊12打開CAD數(shù)據(jù)庫(步驟S71)。然后，圖塊顯示子模塊133根據(jù)圖塊初始值定義的圖塊插入點坐標，將生成的圖塊插入到CAD數(shù)據(jù)庫中(步驟S72)，并在CAD系統(tǒng)中顯示圖塊對象(步驟S73)。最后，點云獲取模塊12關閉CAD數(shù)據(jù)庫(步驟S74)。
權利要求
1.一種點云匯入系統(tǒng)，可自動地完成點云的匯入，其包括至少一掃描機臺及一應用服務器，其特征在于應用服務器用于獲取受測對象的點云數(shù)據(jù)，自動處理該點云數(shù)據(jù)并生成圖塊，該應用服務器包括一點云接收模塊，用于接收掃描機臺所傳輸?shù)氖軠y對象的點云數(shù)據(jù)，并生成一點云文件；一點云獲取模塊，用于打開點云文件以獲取點云數(shù)據(jù)；一主處理模塊，用于自動處理點云數(shù)據(jù)，該主處理模塊包括一點坐標值讀取子模塊，用于讀取點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)的每一點按字符串字符取出并轉換成雙精度數(shù)字類型，生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標值；一數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊，用于將點云數(shù)據(jù)每一點的坐標值匯入CAD系統(tǒng)，并生成圖塊；一圖塊顯示子模塊，用于在CAD系統(tǒng)中顯示所述圖塊。
2.如權利要求1所述的點云匯入系統(tǒng)，其特征在于，還包括一應用終端，用于對所述圖塊進行其它處理作業(yè)。
3.如權利要求1所述的點云匯入系統(tǒng)，其特征在于，應用服務器還包括一應用接口生成模塊，用于產(chǎn)生一應用接口，以便于其它系統(tǒng)或程序調(diào)用點云匯入的模塊。
4.如權利要求1所述的點云匯入系統(tǒng)，其特征在于，所述點云接收模塊，還用于將接收的點云數(shù)據(jù)轉換成計算器所能識別處理的格式。
5.如權利要求1所述的點云匯入系統(tǒng)，其特征在于，主處理模塊還包括一進度條設置子模塊，用于在點云匯入過程中對標示點云處理進度的進度條進行設置。
6.一種點云匯入方法，可自動地完成點云的匯入，其特征在于，該方法包括以下步驟接收掃描機臺傳送的受測對象的點云數(shù)據(jù)，并生成一點云文件；讀取點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)的每一點按字符串字符取出并轉換成雙精度數(shù)字類型，生成該點在CAD系統(tǒng)中的點坐標值；將點云數(shù)據(jù)每一點的坐標值匯入CAD系統(tǒng)，并生成圖塊；在CAD系統(tǒng)中顯示所述圖塊。
7.如權利要求6所述的點云匯入方法，其特征在于，接收掃描機臺傳送的受測對象的點云數(shù)據(jù)還包括步驟將接收的點云數(shù)據(jù)轉換成計算器所能識別處理的格式。
8.如權利要求6所述的點云匯入方法，其特征在于，還包括如下步驟獲取點云數(shù)據(jù)。
9.如權利要求6所述的點云匯入方法，其特征在于，還包括如下步驟設置進度條。
10.如權利要求6所述的點云匯入方法，其特征在于，還包括如下步驟產(chǎn)生一應用接口。
全文摘要
一種點云匯入系統(tǒng)及方法，可自動快速地完成點云的匯入。該系統(tǒng)包括至少一掃描機臺及一應用服務器。掃描機臺用于掃描受測對象以獲得一點云數(shù)據(jù)。應用服務器用于接收所述點云數(shù)據(jù)，并自動處理該點云數(shù)據(jù)。該應用服務器包括一點云接收模塊、一點云獲取模塊及一主處理模塊。該主處理模塊包括一進度條設置子模塊、一點坐標值讀取子模塊、一數(shù)據(jù)匯入CAD子模塊及一圖塊顯示子模塊。該系統(tǒng)匯入點云時，首先掃描受測對象以獲得一點云數(shù)據(jù)，運行應用服務器各模塊處理該點云數(shù)據(jù)，在計算機輔助設計(Computer－Aided Design，CAD)系統(tǒng)中生成并顯示圖塊。
文檔編號G06F17/50GK1591429SQ0314033
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月26日 優(yōu)先權日2003年8月26日
發(fā)明者吳新元, 張旨光 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司