[发明专利]一种基于三维激光投线技术邮轮图案的喷绘方法及其应用

权利要求书

1.一种基于三维激光投线技术邮轮图案的喷绘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先根据船体外板三维模型，图案CAD平面图，利用3D造型软件实现图案在船体外板的投影工作，将二维图案转换成三维图案，输出三维模型文件；

S2、利用SL-Assembl读取图案投影后的三维模型，并提取图案三维线条；

S3、现场实船体外板布设公共对齐点，根据投射面积在固定大小区块内布设特征形状，并对其进行编号；

S4、利用全站仪与三维精度测量软件对船体外板特征点及公共对齐点进行三维坐标测量，并将测量结果导入三维精度分析软件，在船体三维模型上提取对应理论坐标，将实测坐标结果通过平移、旋转等操作转换至船体设计坐标系，实现公共对齐点位置与实船位置完成一一对应；

S5、将步骤S2中提取的三维线条文件、步骤S4中转换后的公共对齐点坐标文件导入投射软件中，通过三维激光投线仪识别测量对应区域的公共对齐点，完成三维激光投线仪的对齐工作，即将三维激光投线仪位置转换至船体坐标系；

S6、选中对应图案线条，进行三维激光投射，根据线条现场进行图案描绘工作，完成图案的快速喷涂。

2.根据权利要求1所述的基于三维激光投线技术邮轮图案的喷绘方法，其特征在于：所述步骤S4中的船体外板特征点包括船体中心线点、标高点、肋位线点。

3.根据权利要求1所述的基于三维激光投线技术邮轮图案的喷绘方法，其特征在于：所述步骤S4中的三维坐标测量、三维精度分析的原理为两点物方基准：

根据最先测量的两个点建立物方基准，以第一点作为坐标系的原点，过第一点的铅垂线方向作为轴方向，第一点与第二点确定的铅垂面作为平面，过第一点且与平面正交的方向作为轴方向建立物方基准；将最先测量的两个点，即点1、点2确定的铅垂面作为平面，以点1作为坐标系的原点，过点1的铅垂线方向作为轴方向，过点1且与平面正交的方向作为轴方向建立坐标系；

依这种方法建立坐标系，点2坐标为：

后续测点坐标依分步转换模型，从测站坐标系转换至该测量坐标系中；

（2）坐标变换

坐标采集模块和数据分析模块中，均涉及坐标转换的问题，为提高实际工作效率，保证坐标转换精度，本方法使用基准面重合算法；

基准面重合的算法分三步进行计算，分别为基准点、基准线和基准面：

将目标点定义为，，，将移动点定义为，，；其中为基准点， 为基准线

将两个基准点重合，计算得到平移矩阵

将移动到坐标原点

①计算需要重合的基准线的向量；

根据向量叉乘计算出从到的旋转轴R =

根据余弦定理，计算出旋转角：

其中a=，b=，c= ；

将旋转轴和旋转角带入公式(1)计算出矩阵M3

②将基准点移动回原来的位置，计算矩阵M5

③最终的变换矩阵

M6=M5*M4*M3*M2*M1

④计算需要重合的面的法向量

根据向量 、 叉乘，得到面的法向量

根据向量 、 叉乘，得到面的法向量

向量、 重合参考【步骤2】

向量a=（）,b=（）

a×b=（，，）

得到面重合的最终变换矩阵。