船体逆向工程应用实例

醍醐灌頂

GAJETA是一艘来自克罗地亚的小型的传统渔船，是木制的，长约7-12米，常在地中海亚得里亚海沿岸的岛屿之间捕鱼和运输。该船的优点在于它圆形的船头和船尾，及较高的承载能力和良好的适航性，使其特别适用于波涛汹涌的大海。然而，国外制造商在大量生产更便宜的塑料船，以致这类船只的数量正在急剧减少。
在这仅存的少数几个克罗地亚船厂中，有一家座落于Nerezine岛上的罗西尼亚小镇，是专门从事施工和修理木船。热衷于这8米长GAJETA的美丽和适航性，Lekic一家决定重新开始生产这类木制的小船。他们有性能良好的小船，并拥有制造木船的基础设施及相关知识经验。现在，有了现代科技的帮助，他们希望重振传统造船业。
制造木船是一个很大的挑战。船的框架有肋，梁和龙骨，这些决定了船的形状，稳定性和适航性。在过去，经验丰富的工匠制作这些木框架是根据猜测和经验，但成功率也挺高。
一个可靠的方法来建造一个性能良好的新船，就是复制一条已经证实是成功的船。将船梁的模板和形状复制下来，然后转到船厂重新生产。
现代技术简化并加快了具有重复性特点产品的生产制造。为了能够制造一个可用的Nerezine 船，克罗地亚公司TOPOMATIKA利用GOM的TRITOP摄影测量系统对船的形状的进行三维量测。
为了准确地定义船体的形状，约300个参考点（有黑底白点的胶纸）贴于船上（Fig1）。然后，用数码相机记录来自各个方向的图像，然后录入笔记本电脑。该TRITOP软件自动识别参考点并编码以得到高精确度的图像。
所有图片参考点位置确定后，系统会自动分配图片上的独立的标记，并准确计算3D参考点的位置。
标定尺的实际长度是被ultra-precisely认证的办公室校准过,并提供适当的缩放。
TRITOP的测量结果显示为许多精确的参考点点坐标在全域坐标系统中。

Fig.1 为摄影测量做准备

Fig.2显示了船体测量点的位置（红点）和记录的FIG像（黄色）时的摄像机位置。黄色的线表示从各个摄象机拍摄的位置到测量点。这些线的交点定义了点在空间的确切位置, 而且能确定所有测量点并清楚显示在空间中的精确位置（坐标X，Y和Z轴）来定义小船的三维形状。因此，船的尺寸（例如，它的长度 - Fig3）也已经确定。用表面重建的软件定义各个曲面。这些表面可以完全定义成船体的CAD模型。

Fig.2 在TRITOP软件中参考点（红色）和相机位置（黄色）	Fig.3 摄影测量的结果,测量点定义船的船体形状

Fig.4 显示了基于FIG片测量参考点而计算成型的船的3D模型。FIG5例举了船体的特征线(三个平面平行的部分)。

Fig.4据photogrammetrically计算船的三维模型

FIG.5 船体的特性线

现在，很容易将CAD模型根据客户特定的要求进行修改。根据CAD数据和部分线路，设计人员可以很容易地精确定义肋骨和船体等配套元素。FIG.6所示肋的形状和顶壳边缘的位置。绿色区域（右侧）显示了肋骨弓，船尾肋显示为黄色。一台数控铣床可以使用CAD数据直接按照肋的形状加工木料。对于量小的单，,在CAD中定义的肋骨的形状然后打印出来，直接对木头进行手动加工。

FIG.6所示肋的形状和顶壳边缘的位置

我们可以快速、灵活并精确的使用TRITOP三维照相系统来测量船体。使顾客愿望得以完成，而且可以优化并执行生产。
我们想感谢Nerezine shipyard对TOPMATIKAR信任，并允许发表这往篇报告。更多3D打印资讯 微信号：RATCool3D   https://www.ratc.com.cn   企鹅:2076056604