作為一種水上運(yùn)輸工具?船舶具有裝載量大?費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)?在海洋航運(yùn)中的作用越趨突出?承擔(dān)了重要的貨運(yùn)任務(wù)。

造船業(yè)是資金密集、信息密集、技術(shù)密集、勞動(dòng)力密集型行業(yè)?船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜?建造工序多?因此測(cè)量項(xiàng)目多?測(cè)量準(zhǔn)確性要求較高，需按照訂單進(jìn)行單件或者小批量生產(chǎn)，設(shè)備和工具工裝專(zhuān)用性強(qiáng)?進(jìn)入和退出壁壘都很高?是競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的行業(yè)。

目前各種新型大型船舶?如超大型油船、集裝箱船等對(duì)船舶工業(yè)的要求日趨嚴(yán)格，造船企業(yè)必須借助當(dāng)今科技的發(fā)展不斷革新生產(chǎn)技術(shù)和工藝?達(dá)到在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有市場(chǎng)的目的。

案例介紹

本案例中滬敖所服務(wù)的客戶為大型船舶機(jī)械零部件企業(yè)，其需要對(duì)船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行模擬測(cè)試。客戶在機(jī)艙表面按要求布局了大量傳感器，用以實(shí)時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)分析。

本次的難點(diǎn)在于，每一個(gè)傳感器都需要空間和軸向定位，因?yàn)闇y(cè)試結(jié)果需用于后續(xù)的相關(guān)性分析，因此傳感器的定位需要很精確。

而本次的被測(cè)件由于是大型錐桶（弧面結(jié)構(gòu)），在以往的實(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)精確的空間頂點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)位置的定位。

本次滬敖的技術(shù)人員采用手持式高精度激光三維掃描儀+攝影測(cè)量系統(tǒng)（用以控制整體測(cè)量精度）的三維測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)模型進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集工作。

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工作流程如下

1、布局標(biāo)記點(diǎn)+編碼點(diǎn)以及標(biāo)尺，對(duì)其進(jìn)行拍攝工作。

2、對(duì)模型進(jìn)行采集，針對(duì)性只采集所需的傳感器數(shù)據(jù)：（保證數(shù)據(jù)完整的情況下，盡可能減少無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)）

3、擺正坐標(biāo)系，提取相對(duì)應(yīng)的傳感器頂點(diǎn)空間坐標(biāo)。

（由于傳感器的放置面和背面都是死角，但客戶希望能夠提供八個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，滬敖的技術(shù)人員對(duì)每個(gè)傳感器進(jìn)行了逆向工作，利用軟件對(duì)頂點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行拾取）。

4、輸出點(diǎn)坐標(biāo)（.TXT），整理坐標(biāo)生成（.Excel）

三維掃描在本方案中的優(yōu)勢(shì)分析

1、準(zhǔn)確提供空間坐標(biāo)，解決傳統(tǒng)測(cè)量行業(yè)的局限性。

2、生成數(shù)據(jù)表格，可數(shù)據(jù)存檔，在數(shù)據(jù)記錄上有追溯性。很好地解決了上下游數(shù)據(jù)互通的問(wèn)題

3、提供基礎(chǔ)模型，應(yīng)用于模擬實(shí)驗(yàn)，及二次開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域

三維掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)原形從三維實(shí)體到三維數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)化?成為后端技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)或起點(diǎn)。

從測(cè)量學(xué)的觀點(diǎn)看?非接觸式測(cè)量可真正實(shí)現(xiàn)“零接觸力測(cè)量”。這樣有效避免了高精度測(cè)量中測(cè)量力帶來(lái)的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差?而且可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)軟質(zhì)和超薄物體表面形狀的測(cè)量。

三維掃描采集速度快?能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于曲面擬合和三維建模?并可和理論模型比對(duì)進(jìn)行誤差分析，大大節(jié)省了時(shí)間?也減少人為引入的誤差。

在本案例中，三維掃描技術(shù)的加入，使得每個(gè)測(cè)點(diǎn)（傳感器）的空間定位很精確，增加測(cè)點(diǎn)數(shù)目很方便且不會(huì)顯著增加工作量，因此大大豐富了數(shù)據(jù)信息，對(duì)于后續(xù)相關(guān)性分析非常方便。

三維掃描在船舶工業(yè)的應(yīng)用前景

三維掃描技術(shù)應(yīng)用于船舶工業(yè)有很大的應(yīng)用前景

1、例如將光學(xué)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于艦船維修領(lǐng)域，可將需要改建或者已損壞的區(qū)域在測(cè)量后進(jìn)行模型重建?并使用通用的軟件進(jìn)行工程造型?制造新的船殼來(lái)替換損壞區(qū)域，從而降低了測(cè)量和工程圖制作等人工耗時(shí)。 

2、例如?使用三維掃描儀將帶有余量的船舶分段掃描下來(lái)，轉(zhuǎn)化為二維圖或者三維圖?在分段未上船臺(tái)之前進(jìn)行余量修正。

3、利用三維掃描儀對(duì)各種板材、結(jié)構(gòu)件和分段的尺寸與精度進(jìn)行管理?形成三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。采用三維激光掃描系統(tǒng)，使得船體裝配成為簡(jiǎn)單的要素作業(yè)，降低了工人的熟練化程度。

4、船體內(nèi)部管道林立?在拼裝焊接時(shí)保證其準(zhǔn)確性非常重要。在上船臺(tái)前?測(cè)量好對(duì)接部分各管道的位置精度?在分段上船臺(tái)之前設(shè)計(jì)出連接彎管的結(jié)構(gòu)?可以為相應(yīng)分段提前加工彎管。

5、由于環(huán)境溫度的變化如船體曝曬在日光下?工件的尺寸會(huì)產(chǎn)生較大的變化?給裝配焊接過(guò)程中的精度控制帶來(lái)不便。可通過(guò)掃描儀采集不同溫度下的整船的膨脹系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)?建立分段的膨脹系數(shù)檔案?從而設(shè)計(jì)合理的裝配方案。

6、將各個(gè)分段的三維模型自動(dòng)拼接?形成整船的三維模型。分析船舶制造總體精度?對(duì)于全船的光順性等給予直觀的評(píng)價(jià)

……

通過(guò)以上手段?均有利于大大減少工作量?縮短船臺(tái)周期?降低建造成本。

滬敖3D是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)，擁有豐富的三維項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應(yīng)用服務(wù)。

滬敖3D擁有結(jié)構(gòu)光拍照式三維掃描儀、手持三維掃描儀（大小空間）、地面三維激光掃描儀、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量、3D打印等多種技術(shù)手段，從幾厘米到幾百米的物體或三維空間，從幾個(gè)微米到幾個(gè)厘米的精度，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和項(xiàng)目服務(wù)的完整解決方案。

滬敖3D目前主要服務(wù)于制造業(yè)（汽車(chē)、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機(jī)械）、建筑業(yè)（建筑設(shè)計(jì)、施工、裝修等）、文化遺產(chǎn)（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質(zhì)量檢測(cè)、三維建模、逆向工程、數(shù)字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測(cè)繪、形變監(jiān)測(cè)、3D打印等技術(shù)方案。