汽车整车三维测量解决方案

汽车零件的三维检测与快速数字化建模摘要：本文通过三维光栅扫描获取汽车挡雨板表面点云数据，并对点云数据做简化和曲面拟合处理，生成通用NURBS曲面。

结果显示，曲面-点云标准偏差为0.201071mm，符合高质量曲面重建要求。

关键词：光栅扫描点云简化曲面重构＼1、前言逆向工程也称反求工程[1-3]，是把实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称。

它一般包括三维数字扫描、点云数据处理、曲面重构等过程。

而通常所说的设计都是正向工程，初始没有实物，先形成设计思想和理念，然后利用正向软件，如CAD、UG NX、PROE、CATIA等进行设计，最后加工成型，属于“从无到有”的过程，遵从“概念设计-产品CAD 模型-产品”的过程。

逆向工程工作流程，首先采用三维测量仪对被测物体进行测量，获取测量数据，然后对点云除噪、点云简化、点云修补、点云拼接和曲面重构，形成连续的平滑曲面，之后和正向软件进行接口，形成数控加工代码，或者通过快速成型工艺和三维打印技术形成产品。

2、常用逆向软件在专用逆向软件出现之前，CAD模型重建主要利用通用正向软件实现，如UG NX、PRO/E和CATIA等，随着加工精度提高和加工时间的缩短，正向软件不能满足快速正确建模需要，目前应用的逆向软件很多，常见的有Imageware、CopyCAD、Geomagic Studio和Rapidform等。

Imageware是美国EDS公司专门为逆向工程开发的逆向软件，广泛应用于汽车、航空航天、家电、模具和计算机零部件设计与制造领域，具有强大的测量数据预处理、曲面拟合和精度检测功能，可以处理上百万的离散数据，根据点云数据重建的A级曲面具有良好的光顺性和连续性，其曲面检测功能可直观显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的偏差以及平面度、圆度等几何公差。

CopyCAD是英国DELCAM公司的产品，可以快速编辑数字化数据，在短时间内构造出高质量复杂曲面。

汽车车身三坐标测量与数据处理摘要：三坐标测量机主要是针对汽车整车进行检测，该检测机器具有高精度，高速度的特点，并且对于测量的数据也能很快的进行处理，能够满足大量的汽车整车检测任务的需求，三坐标测量机的核心工作就是针对汽车的各项数据进行测量和分析，汽车车身的零部件在传统的测量方式下不易测量，同时加上其他因素的影响，使得测量数据误差较大，因此在长期的发展中三坐标测量在汽车车身数据测量中发挥了重要作用，三坐标测量机使用SPC技术，这门技术的使用大大的提高了对于车身的数据处理速度，本文提出了一种利用程序方法对数据进行汇总的数学模型和编程思路结合工作中的经验，对SPC技术的实际应用进行了一些粗浅的探讨。

通过使用这些技术和方法，可以实现数据采集数据处理和数据分析的全程自动化。

关键词：汽车车身；三坐标测量；数据处理引言汽车的质量好坏在进行出厂之前都需要通过检测合格后才能出厂，车身的检测是汽车零部件的重要部分，三坐标测量机主要是针对汽车整车进行检测，该检测机器具有高精度，高速度的特点，并且对于测量的数据也能很快的进行处理，能够满足大量的汽车整车检测任务的需求，而三坐标测量机能够有效的解决这个问题，它自身的灵活性使得在汽车车身整车的测量过程中，在使用三坐标测量机对于汽车车身进行测量的过程中，测量数据都是建立在零件的定位坐标系中，车身检测是汽车工业中关于零部件检测的重要部分，该项检测直接关系着整车的外观和质量。

三坐标测量机普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很强的数据处理和适应现场环境的能力，尤其是丰富的、不断扩展的软件功能，目前愈来愈多的应用于汽车车身检测中。

一，三坐标测量技术发展和应用我国汽车工业经过多年的快速发展，其生产已初具规模，各汽车生产厂家在提高产量，增加品种的同时，也在力图使用更为科学的方法对产品质量进行控制，其中三坐标测量机是必不可少的设备之一，三坐标测量机在产品研发和生产过程中发挥了巨大作用。

该机器配备了功能强大的PowerInspect测量软件，不但可以完成各种复杂零件的测量任务，而且还可应用于焊装生产线的统计过程控制。

汽车研发：DMU（数字化电子样车）校核的内容、方法及流程！很多兄弟走在路上，看到身材很棒的妹纸，都喜欢走到妹子的前面，回过身来假装往后看，校核一下妹纸的脸蛋，其实汽车也要校核，经过校核，能查出很多问题，提升设计，降低量产后的问题。

今天漫谈君就和大家讲一讲：DMU（数字化电子样车）校核随着汽车工业的发展，计算机三维设计技术的使用，DMU校核已经发展为研发工作中重要的一项工作。

随着产品更新换代速度的加快，现有样机的制造周期和制造成本已难以适应产品开发的需求，使用计算机三维设计技术建立数字样机，可实现实物样机的作用，有效缩短周期、降低成本。

一、DMU是什么DMU是Digital Mock—Up的缩写，又叫数字化电子样车，指一个正确的、完整的整车三维数模，是由3D软件设计出的零部件按照其内在逻辑而组成的结构性的虚拟样车模型，而且这个虚拟样车可以进行不同的模拟和评价。

二、DMU的作用1、对整车设计进行检查和监控，并指出相关的问题，以便保证设计质量和项目进度。

2、提供各类、各种档次的可视化功能，用不同方式对电子样车进行全方位的审视、评估和模拟真实的视觉效果。

尽可能在数字化环境中看到产品在真实世界中相同的效果，实现低成本、高效率的产品可视化模拟。

3、对车型或部件间进行功能性分析，包括：机构运动、干涉、拆装、空间和管理分析等。

尽可能在数字化环境中进行与真实世界中相同的分析，使设计师在设计早期就发现问题，在设计的各个阶段，及时、大量地进行各种分析，提高产品设计质量。

4、应用关联设计，按照自上向下的设计方式，实现装配之间、零部件之间、一个模型文件中的多个几何实体之间、曲面模型和实体模型之间、特征之间等多种层次的端到端的各类关联。

基于骨架的DMU 设计分析方式，实现数字样机的快速更改，降低成本，快速地进行多方案的评估与研讨，通过建立关联性的设计模板进行管理和重用，提高设计效率。

5、检查配置及零件完整性。

三、DMU校核内容1、DMU静态干涉检查静态干涉检查是DMU中也是整车设计中最重要的部分，干涉检查根据项目周期可以分为：1）设计过程中干涉检查；2）后期进行验证干涉检查；3）后期发生设计变更后的干涉检查。

1.VBOX III汽车整车性能测试方案1.1 系统方案介绍基于GPS的VBOX III数据采集系统是一种功能强大的仪器。

它是基于新一代的高性能卫星接收器，主机一套用于测量移动汽车的速度和距离并且提供横纵向加速度值，减速度，MFDD，时间和制动、滑行、加速等距离的准确测量；外接各种模块和传感器可以采集油耗，温度，加速度，角速度及角度，转向角速度及角度，转向力矩，制动踏板力，制动踏板位移，制动风管压力，车辆CAN接口信息等其它许多数据。

由于它的体积较小及安装简便，其非常适合汽车综合测试时使用。

由于VBOX本身带有标准的模拟，数字，CAN 总线接口，整个系统的功能可以根据用户的需要进行扩充。

系统组成图如下：以上第二——十九项为可选项1.2 可测量的参数的量程及精度：1.3特点：•全套测量系统体积极小，安装简便迅速•能完成国家标准要求的汽车动力性，经济性，操纵稳定性，制动性能等实验•在线显示4个测量参数•各种测量或采集到的参数可以实时显示•可根据要求设定各种不同的试验条件进行试验•制动触发形式多样，使试验更加方便•WINDOWS操作界面的设定和分析软件，使用方便•高精度、高可靠性，高耐振、抗冲击性能确保测试质量•用GPS非接触式速度和距离测量•现场即时打印功能，打印各个测量或采集到的参数，实现现场数据阅读•大容量紧凑式闪存卡（CF卡）即时存储数据，以便后处理•可扩展连接其他各种传感器•绘制轨迹图，圈数定时1.4 可进行的试验：•滑行试验•油耗试验•爬陡坡试验•最高车速试验•加速性能试验•制动性能试验•操纵稳定性试验•最小稳定车速试验•最小转弯直径测量实验•制动踏板力测量实验•制动踏板行程测量实验•制动管路压力测量实验•汽车防抱制动系统性能实验•温度测量实验•里程，速度表校验等其它试验1.5 可满足的国家标准：GB/T 12545 - 1990 汽车燃料消耗量GB/T 12547 - 1990 最低稳定车速GB/T 12536 - 1990 汽车滑行试验GB/T 12543 - 1990 汽车加速性能GB/T 12539 - 1990 汽车爬坡性能GB/T 12544 - 1990 汽车最高车速GB/T 12676 - 1999 汽车制动系统性能GB/T 6323 - 94 汽车操纵稳定性试验方法GB/T 12540 - 90 汽车最小转弯直径测定方法GB/T 13594 - 92 汽车防抱制动系统性能要求和试验方法1.6 应用实例图片:VBOX II在测试世界（芬兰）的应用：2. 关于Racelogic 公司VBOX产品概述GPS 技术在1995年就已经面世但是知道最近才足够精确用于车辆测试（见GPS的概述）。

提高汽车车身零件的三坐标测量的精度和效率哈飞汽车质量保证部2004年9月13日目录一、建立正确的零件坐标系，是实现汽车车身零件精确测量的基础1、建立正确的零件坐标系的重要性2、建立坐标系的原则和基准的选择3、建立坐标系的方法和应用4、三阶平面在建立坐标系中的应用5、临时坐标系的运用6、建立零件坐标系过程的自动测量二、正确的零件夹紧方案是汽车车身零件测量精度的保证1、夹紧方案选择2、FIVE U-unique柔性夹具系统在车身零件夹紧定位上的应用三、测量方案的选取1、编制自动测量程序，实现车身零件的自动测量2、单件零件的测量3、矢量点的测量四、测量的准备阶段——探针的校准，是精确测量的保证和前提五、测量数据的处理和应用[摘要]：本文从零件坐标系的建立，测量基准的选择，测量方案的制定、测量夹紧方案的选择、以及自动测量程序的编写等方面内容，结合实际工作中积累的经验和研究对如何保证汽车车身零件的三座标测量的精度和提高测量的效率进行了论述。

[关键词]：三坐标测量机测量坐标系基准精度效率测量方案[前言]：随着汽车工业的高速发展，行业间的竞争也更加激烈，而质量是赢得竞争的基础，不论是对冲压件还是焊接总成零件的质量要求都越来越高，对测量工作也提出了更高的要求。

三坐标测量机以其快捷、精确、方便的特点在汽车制造业发挥着越来越大的作用，成为质量控制不可缺少的手段。

利用三坐标测量机强大的空间检测能力和分析计算功能可以实现对汽车车身零部件快速准确的测量，提供形状、尺寸、和位置的完善测量，并可执行包括首件检测、轮廓测量、逆向工程、焊接生产线的夹具调整、过程控制以及文件归档等在内的多种测量与检测任务，从而为降低开发研制周期，进行产品全过程控制，提高产品的质量，增加经济效益，提高产品的竞争力作出贡献。

简化测量机的使用方法、减少人机对话实现自动测量减少人为因素造成的误差、缩短测量工时提高利用率是三坐标使用中的主要课题和研究探索的方向。

Q/JLY J711 -2009整车碰撞模型测量点及三维坐标系定义流程与规范编制：校对：审核：审定：标准化：批准：浙江吉利汽车研究院有限公司二〇〇九年三月前言为了给整车碰撞模型进行测量点、三维坐标系定义和加速度传感器布置提供依据，指导CAE分析后处理操作，评价碰撞后车身位移量和侵入速度，结合本企业实际情况，制定出本规范。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司工程分析部负责起草。

本标准起草人：闫高峰本标准于2009年2月31日发布并实施。

1 范围本标准规定了乘用车进行CAE分析时整车测量点、三维坐标系的定义和加速度传感器的布置。

本标准适用于完全正面碰撞分析、40%正面偏置碰撞分析和侧面碰撞试验分析。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

C-NCAP 管理规程GB 11551-2003 乘用车正面碰撞的乘员保护3 软硬件设施a)软件设施：主要运用的软件有HYPERMESH和HYPERVIEW、LS-PREPOST；b) 硬件设施：高性能计算机4 输入条件4.1 整车测量点位置和三维坐标系模型、加速度传感器模型碰撞仿真分析后处理所需模型a) 整车测量点位置；b) 加速度传感器模型；c) 三维坐标系模型；4.2 整车碰撞分析模型测量点、三维坐标系定义和加速度传感器布置需要在整车环境下进行，数据要求如下：a)碰撞分析模型；b)实车实验中相对应的测量点和加速度传感器位置。

c)及其他必要参数。

5 输出物输出整车加速度传感器模型和三维坐标系模型的K文件。

6 整车碰撞建模中测量点、加速度传感器及三维坐标系布置流程7 整车测量点位置7.1 正面碰撞正面碰撞变形量测量点位置包括：a)前地板（驾驶员搁脚处）；b)前地板（前排乘员搁脚处）；c)中央通道；d)左右前排乘员舱框架；e)油门、制动及离合踏板中心的三个点或该三点对应在防火墙上面的三点；f)转向管柱上端面中心；g)方向盘中心对应在IP横梁上的一点，以及横向距离该点150mm处左右两点；图1 前地板、中央通道变形量测量参考点图2 左右前排乘员舱框架测量点图3 踏板、防火墙和转向管柱测量点7.2 侧面碰撞侧面碰撞变形量测量点位置包括：a)左前/后车门外板；b)左B柱；c)左上边梁；d)左下边梁（门槛）；图4 左车门、上下边梁和B柱参考点图5 B柱测量点7 三维坐标系定义7.1 三维坐标系形状a)三维坐标系几何特征下图为三维坐标系的几何形状。

浅谈整车总布置DMU校核整车总布置DMU校核是一种基于数字化技术的设计方法，可以使设计师在设计整车布局时可以快速地进行评估和对比设计方案的优劣。

这种校核方法在汽车制造行业中被广泛使用。

整车总布置DMU校核包括多个方面的校核，以下是其中的主要校核：1. 空间校核：通过将各个部件、系统的三维CAD模型共享，可以在虚拟环境中进行整车布置的空间校核。

空间校核主要是为了验证各个部件在车身内的布置是否合理，以及检查不同部件之间的冲突和干涉情况，避免设计时出现空间上的问题。

2. 人机工程学：整车总布置DMU校核可以通过各种手段，例如天线覆盖面积、人类工程学等来优化驾驶员的认知、操作和驾驶体验。

这种校核方法主要是为了保证车辆的人机工程学符合人类的生理需求，方便驾驶员使用车辆。

3. 强度校核：在整车总布置DMU校核中，设计师需要考虑车身的强度和安全性。

这种校核包括分析车身的结构和材料来保证车身的刚度和抗撞性，通过模拟各种比例载荷下的变形和应力来检查车身设计的结果是否符合标准。

4. 风洞校核：风洞校核是车辆设计中必要的一步。

通过在虚拟环境中进行风流场分析来优化车辆的气动性能，这种校核可以说明车辆在不同速度下的行驶情况，帮助设计师理解车流线和起伏以及风压的分布，以便进行车辆设计的优化。

整车总布置DMU校核是一种高效的设计方法，可以大大缩短设计周期和降低错误率。

这种方法已经广泛应用于汽车制造行业，成为车辆设计的重要组成部分。

整车总布置DMU校核不仅可以优化车辆设计，还可以提高整车的生产效率和质量。

通过虚拟环境，整车厂商可以在没有实际生产车辆的情况下，进行生产线的布置和工艺分析，以便提高生产效率。

此外，在整车制造过程中，还可以利用DMU校核来分析装配过程，并验证各组件的匹配性和装配性，以确保制造出符合标准、具有良好质量的整车。

这种校核方法并不是只具有汽车制造行业可以采用，而是可以运用在其他的制造业中。

此外，整车总布置DMU校核还可以支持车辆的后期服务和维护。

技术与应用TECHNOLOGY AND APPLICATION车体360度动态图像检测系统◎郭其昌 梅劲松近年来，我国城市轨道交通行业快速发展，地铁客流量不断高升，地铁车辆的运行安全压力也越来越大，由于地铁长期运行受到风吹日晒雨淋刮擦等容易造成车侧身污损、车底部件异常损伤变形脱落等问题，长期以往有可能会给运营造成安全事故，影响到正常的运营。

国内第一套视觉车辆检测系统于2006年问世，其技术发展包括采用1394接口摄像结合氙气灯成像、网口面阵相机结合频闪灯成像、线阵相机结合线激光、线面结合三维成像，技术的创新改变了传统作业模式，使用至今为保障列车运行安全发挥了重大作用，也减轻了检车作业员检车强度，但系统依然存在以下问题：户外强光照射下，传统激光三角法三维成像受阳光干扰影响大；传统三维成像采用线面结合方式，由于2个相机位置不同，其所成像无法实现任意点完全重叠，导致细小部件定位不准识别准确率不高。

车体360度图像检测系统利用数字图像处理技术与自动控制技术相结合，车顶及车体两侧检测单元安装在龙门架及两侧的立杆上，车下走行部检测单元需要在整体道床内布置的底沉箱中安装，利用轨边三维图像检测装置采集运行车辆车顶、走行部、制动部件、底架悬吊件、钩缓连接、受电弓等可视部位三维图像，采用图像自动识别技术，对图像进行自动异常分析和分级预警。

系统利用图像传输与处理加速器技术，在占用较低网络带宽条件下将异常报警信息及大容量图像数据实时传输至本地或异地车辆检测所内报警终端，人工仅需对异常报警信息进行人工确认，系统实现了对车辆在线运行部件状态的监控，提高了故障产生初期的预警能力和联网追踪能力。

系统组成单元地铁车底车侧图像检测系统按照现场设备布局可分为轨边基本检测单元、现场控制中心、远程控制中心三部分组成。

基本检测单元（1）传感器及综合控制器组成：进离线光电开关、测速磁钢、相机触发光电开关和综合控制器；功能：进离线光电开关获得地铁列车进线和离线信号通过综合控制器控制系统工作和停止；测速磁钢获得地铁列车方向、速度、轴数、列车辆数控制检测相机和光源进行采集。

《电气三维布线标准》附件5-2文件编号：文件名称：三维布线设计作业指导书编制：日期：审核：日期：批准：日期：发布日期：年月日实施日期：年月日前言为使本公司汽车三维布线设计规范化，编制本汽车三维布线标准作业指导书。

意在对本公司设计人员在汽车三维布线设计的过程中有所依据，在设计的过程中提高汽车三维布线设计的效率，并在实践中进一步提高完善。

本标准主要起草人：陈明关绍文仇佳洁1. 适用范围本作业指导书规定了汽车三维布线设计的基本要求、具体方法步骤和校对的内容。

本作业指导书适用于本公司使用CATIA、UG软件进行设计的三维布线标准。

2．引用标准QC/T 414 《汽车用低压电线的颜色》QC/T 417.1 《车用电线束插接器第1部分：定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）》QC/T 417.3 《车用电线束插接器第3部分：单线片式插接件的尺寸和特殊要求》QC/T 417.4 《车用电线束插接器第4部分：多线片式插接件的尺寸和特殊要求》QC/T 417.5 《车用电线束插接器第5部分：用于单线和多线插接器的圆柱式插接件尺寸和特殊要求》QCn 29009 《汽车用电线接头技术条件》QCn 29010 《汽车用低压电线接头型式、尺寸和技术要求》QC/T 29106 《汽车低压电线束技术条件》TJI/CZ.004.A1 《汽车线束设计技术规范》（试行）3.三维布线设计的基本要求3.1三维布线应满足技术要求中相关要求；3.2 三维布线分块与在车身上的走向要合理；3.3 线束过孔时要注意加护套保护，防止线束与板金摩擦造成损害；3.4线束上卡扣与卡扣之间的距离不易太长，避免线束滑动导致寿命过短，两卡扣距离一般定于30到40厘米之间；3.5 走线的时候要避免锐角过线，避免电线折断。

4. 检查分析4.1应符合电气设计任务书和电器原理图中电气组件的布置和走线分块等中的要求；4.2过线时要注意不能与钣金或内饰干涉；4.3 发动机线束布线时，要注意发动机缸体上的搭铁位置；4.4 电线是否连接到相应的电器件处；4.5整车线束所有的搭铁线不易太近，避免造成电器间运用的影响；4.6原先开的过线孔和卡扣开孔是否和过线胶套、卡扣位置相对吻合。

轻型汽车技术2020(8-9)技术纵横37三维H点测量装置优化设计何士龙(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）摘要：三维H点装置是用来检查每个特定汽车座椅的设计R点位置并确定 汽车座椅的实际H点的一种装置，主要由鞋、小腿、大腿、坐板和躯干和配置组成，各部分均可拆卸。

在工程实际中使用的I S O三维测量装置还具有一些缺点与不足，如驾驶员踵点的采集有时候误差太大、装置调整时不能完全保证其对称中心面与车辆中心面平行、不能真实反映人体腿部与仪表板及转向盘之间的间隙、左右腿被T形杆约束而不能独立调整等。

这些，就是我们研究与优化的内容。

关键词：三维H点测量装置1引言H点是指人体身躯与大腿的铰接点，即跨点 (Hip Point)。

H点是标杆车和设计车的设计基准，所有的人机相关的布置和校核都是围绕H点开展 的，因此，在整车设计的Benchmark阶段，我们就 需要通过三维H点测量装置来采集标杆车的H 点，采集到的H点，我们定义为汽车实际H点。

汽车实际H点是指利用三维H点装置，按该 装置要求的操作步骤将其安放在制造厂规定的正 常驾驶或乘坐姿势时处于最后位置处的座椅上进 行测量而得到的H点。

汽车的实际H点在汽车车身总布置设计中有 重要意义：汽车驾驶员或乘员以正常的驾驶姿态 或乘坐姿态人座后，体重的大部分将通过臀部由 坐垫来承受，另一部分通过人体背部由靠背来支 撑，而只有很少的部分通过左、右脚的踵部作用于 地板。

在这种特定的坐姿下,汽车驾驶员操作时身 躯往往是绕通过实际H点的横向水平轴线活动 的，因此，实际H点在汽车车身内的位置决定着驾驶员操作的方便性与乘员乘坐的舒适性。

对于进行驾驶室人机工程学设计和参数测量、辅助进行驾驶室内部基准点的定位具有重要意义。

但在实际测量时，我们发现目前采用的测量装置存在一些不足，因为：1) 当测量装置安装到车上后,其右脚踵点的 位置由于处于车内部，扫描设备无法扫描整个足部，造成踵点数据的采集误差较大。