CARWIG

Обратный инженерный процесс

109 сообщений в этой теме

На нашем форуме периодически возникают вопросы, связанные с оцифровкой физических предметов (объектов) или трёхмерным сканированием, реинженирингом, а также дизайном и стайлингом. Я продолжительное время занимаюсь этой темой, но у меня ещё остаются некоторые вопросы. Чтобы постараться ответить на них, я решил организовать своего рода проект по изменению внешнего облика стандартного автомобиля ВАЗ-21083. Сразу оговорюсь, проект некоммерческий (далеко не свежий продукт отечественного автопрома). Соответственно реализовываться будет в свободное от основной деятельности время и как следствие - его сроки неопределённые. Но я надеюсь, что что-то интересное будет уже в самом начале. Основное требование, которое я для себя определил – ручной труд допускается только на финальном этапе (выклейка, покраска, установка). Всё остальное – CAD (Computer Aided Design) и CAM (Computer Aided Manufacturing). Я пока сам не знаю, что из этого получится. Посмотрим?

<noindex>Изображение</noindex>

Приглашаю всех заинтересованных форумчан к обсуждению данной темы. Приветствуются любые комментарии, замечания, предложения и вопросы, на которые мы, я уверен, совместными усилиями найдём ответы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


И что вы хотите в этом автомобиле поменять и на какие вопросы ищете ответы? Интересуюсь автомобилями просто...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Итак начнём. На первом этапе необходимо отсканировать автомобиль и подготовить его компьютерную болванку. Помимо точности и минимально возможных сроков её получения, болванка должна хорошо рендериться. В приложениях стайлинга это немаловажный момент.

Для сканирования применяется оптический сканер в связке с системой фотограмметрии. Это позволяет получить большую плотность данных и минимизировать погрешность.

<noindex>Изображение</noindex>

Сканер выдаёт облако точек размером 400х300 мм, шаг точек порядка 0.6 мм, погрешность в пределах 0.15 мм, разрешение по Z (шум точки) порядка 20 мкм.

<noindex>Изображение</noindex>

Система фотограмметрии позволяет получить координаты маркеров на объекте размером с автомобиль с погрешностью менее 0.2 мм.

Вот что "видит" сканер

<noindex>Изображение</noindex>

<noindex>Изображение</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сканы по координатам маркеров помещаются в общую референсную систему координат, сформированную фотограмметрией. Получается следующая картина.

<noindex>Изображение</noindex>

После этого сканы объединяются в общее облако точек. По облаку точек строится фасетная модель, которая имеет максимальную плотность полигонов в местах наибольшей кривизны и наоборот.

<noindex>Изображение</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Насколько глубокое изменение облика планируется? Будет меняться железо или навешиваться пластик?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Насколько глубокое изменение облика планируется? Будет меняться железо или навешиваться пластик?

<{POST_SNAPBACK}>

Тут как всегда. Душа просит шампанского и ананасов, организм требует водки и солёного огурца.

Если серьёзно, то подлежат замене в обязательном порядке оба бампера и решётка. Планируются накладные элементы на пороги и антикрылья. Однако совсем не исключается вариант с полным изменением передка: крылья, капот, оптика. Ведь компьютерное моделирование предоставляет широкое поле для фантазии, которую потом можно в точности воплотить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Дело хорошее и интересное.

Отсканированную машину сохраните - эта информация может многим пригодиться. Тюнингаторов сейчас много, наверняка есть среди них и компьютерно-продвинутые. Подобная модель машины может быть хорошим товаром, который окупит Ваше увлечение.

А то и самому ВАЗу можно будет предложить :) не думаю, чтобы они заморачивались подобными вещами - зубилы и так покупают...

Удачи!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Андрей,

большое спасибо за поддержку! В нашей жизни это стоит дороже любых денег. На самом деле цель данного проекта пройти весь процесс от начала и до конца самому и приобщить к этому других, кому это интересно. Если мне удасться задушить свою жабу, модель отправиться в свободное плаванье.

Что касается ВАЗ-а, то насколько мне известно у них имеется сканер Atos фирмы GOM. Поэтому они без особого труда смогут проделать подобную работу. Но только для себя. А как Вы правильно заметили в среде тюнеров зреет прослойка 3D моделеров. Правда оторваться от 3D Max-а им пока не удаётся. А это как Вы понимаете чистая визуалка. Мне же хочется совместить точную математику с красивым представлением будущего продукта, чтобы клиент мог утвердить внешний облик своего будущего авто ещё до того как будет сделано первое телодвижение в физическом мире.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так с начала надо идеи карандашом нарисовать, уже потом моделить в полигонах или поверхностях. Да и модель восьмерки будет лишь приблизительной- глядя на различные экземпляры становится понятно, что постоянное похмелье не только у рабочих ВАЗа, но и у сварочных роботов и листоштамповочных прессов.

Для получения усредненной модели нужно просканировать десяток новых восьмерок, данные усреднить и уже их использовать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Для получения усредненной модели нужно просканировать десяток новых восьмерок, данные усреднить и уже их использовать

<{POST_SNAPBACK}>

Позвольте напомнить идеологию проекта. Это прохождение и описания процесса моделирования и изготовления присоединительных деталей к объекту, который уже существует в физической реальности, но не имеет математического описания или таковое недоступно. У меня нет ни малейшего желания тиражировать обвес к модели, которая к тому же снята с производства. На смену восьмой модели пришла тринадцатая. А там совсем другая пластика передних крыльев, капота и оптики. Так что давайте не будем валить всё в кучу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Позвольте напомнить идеологию проекта. Это прохождение и описания процесса моделирования и изготовления присоединительных деталей к объекту, который уже существует в физической реальности, но не имеет математического описания или таковое недоступно

Идея проекта хороша еще тем что является всеобучем для чайников - побольше картинок по каждому шагу.

А вот вопрос возник по сканированию, в соседней ветке читал ваш же совет заклеить стыки между дверями и кузовом бумажной лентой, а в своём проекте почему то не делаете или это осталось за кадром?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Идея проекта хороша еще тем что является всеобучем для чайников - побольше картинок по каждому шагу.

<{POST_SNAPBACK}>

Вы задавайте вопросы, а я постараюсь отвечать на них картинками.

в соседней ветке читал ваш же совет заклеить стыки между дверями и кузовом бумажной лентой, а в своём проекте почему то не делаете или это осталось за кадром?

<{POST_SNAPBACK}>

Дело в том, что я давал совет Михаилу. Ведь проблема деталировки возникла у него. У меня такой проблемы нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А какой у Вас оптический сканнер?

Спасибо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А какой у Вас оптический сканнер?

<{POST_SNAPBACK}>

Аналогичный результат Вы сможете получить на следующих сканерах:

1. Comet фирма Steinbichler (http://www.steinbichler.com/en/main/comet_iv.htm)

2. Atos фирма Gom (http://www.gom.com)

3. Opto-Top фирма Breuckmann (http://breuckmann.com)

Все эти сканеры соответствуют описанному выше процессу сканирования.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну, да. Только лазерным сканером все это можно получить значительно удобнее и быстрее.

А вот, любезный Carwig, знаком ли вам такой зверь - CadmusFashion? И может ли он помочь в нашем деле?

В высокоточном сканировании есть еще проблема. Файлы уж больно могучие получаются - по 20-200 МБ. Такой STL перетаскивать в графический софт проблемно. Нужно как-то их облегчать (без потери детализации, естественно). Что посоветуете?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А вот, любезный Carwig, знаком ли вам такой зверь - CadmusFashion?

<{POST_SNAPBACK}>

К сожалению ничего про эту программу сказать не могу. Насколько я знаю она по полигональной модели строит сетку патчей.

В высокоточном сканировании есть еще проблема. Файлы уж больно могучие получаются - по 20-200 МБ. Такой STL перетаскивать в графический софт проблемно. Нужно как-то их облегчать (без потери детализации, естественно). Что посоветуете?

<{POST_SNAPBACK}>

Насчёт объёма Вы правы. Тут необходимо прореживать полигоны в соответсвии с кривизной детали. Я уже писал об этом. Эту операцию производят все программы по обработке данных сканирования.

Ну, да. Только лазерным сканером все это можно получить значительно удобнее и быстрее.

<{POST_SNAPBACK}>

Тут я с Вами спорить не буду. Удобство - вещь индивидуальная. Мне, например, удобнее спозиционировать сканер относительно детали, нажать на кнопку и получить равномерное облако точек (скан) определённого размера. Сканирование же рукой с лазерной головкой требует постоянного внимания оператора для того, чтобы обеспечивать более или менее равномерное облако точек. Если возвращаться к автомобилю, как объекту, то это сродни с тем, что Вам нужно его покрасить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Продолжаем собирать кузов из отдельных элементов. Так работать проще, чем с общим облаком, содержащим порядка 50 миллионов точек.

<noindex>Изображение</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

После этого сканы объединяются в общее облако точек. По облаку точек строится фасетная модель

Что вы используете на этом этапе?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что вы используете на этом этапе?

<{POST_SNAPBACK}>

С подобными задачами эффективно справляются следующие программы:

-Innovmetric PolyWorks (www.innovmetric.com)

-Raindrop Geomagic Studio (www.geomagic.com)

-Inus Technology RapidForm (www.rapidform.com)

Это специализированное ПО. Многие CAD программы имеют модули по обработке данных сканирования.

Возможно кто-нибудь расширит этот список.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Алексей, а каким образом соседние отсканированные участки "соединяются" друг с другом? Понятно, что при помощи нанесённых реперных точек, но можно про этот процесс поподробнее?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Алексей, а каким образом соседние отсканированные участки "соединяются" друг с другом?

<{POST_SNAPBACK}>

Программы фотограмметрии:

- V-STARS (http://www.geodetic.com)

- DPA-Pro (www.aicon.de/eng/start.htm)

- Photomodeler (www.photomodeler.com)

- Tritop (www.gom.com)

На объект наносятся маркеры и при помощи цифрового фотоаппарата высокого разрешения делается серия снимков с разных ракурсов. По лучам к каждой метке программа рассчитывает положения камеры в пространстве и трёхмерные координаты самих меток. Каждой метке присваивается идентификационный номер. Так образуется реперная система координат.

<noindex>Изображение</noindex>

В процессе сканирования сканер позиционируется относительно объекта таким образом, чтобы в каждый скан попало не менее трёх маркеров. В процессе обсчёта скана определяются координаты каждого попавшего в скан маркера в системе координат сканера. Далее указываем идентификационный номер каждого маркера в скане и автоматически рассчитываются параметры переноса координат всех точек скана в реперную систему координат. Одновременно с этим выдаётся погрешность привязки по каждому маркеру. Максимальная погрешность систем фотограмметрии составляет менее 0.2 мм на объекте длиной 5 метров. Поскольку каждый скан помещается в общую систему координат независимо от других сканов, то результирующая максимальная погрешность сканирования всего объекта рассчитывается путём суммирования погрешностей фотограмметрии и сканера и составляет порядка 0.25-0.3 мм. Средняя же погрешность находится на уровне 0.1-0.15 мм. Соответственно на объекте размером 1 метр погрешность системы фотограмметрии будет в 5 раз ниже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я так понимаю, приведенная Вами погрешность систем фотограмметрии должна во многом определяться характеристиками фотокамеры, напр. ее разрешением. Какую фотокамеру Вы используете?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я так понимаю, приведенная Вами погрешность систем фотограмметрии должна во многом определяться характеристиками фотокамеры, напр. ее разрешением. Какую фотокамеру Вы используете?

<{POST_SNAPBACK}>

В данном проекте применялась семимегапиксельная камера с интегрированной оптикой Canon A-620. На работе я использую восьмимегапиксельную зеркальную камеру Canon 350D с объективом EF 20 mm USM. Она позволяет эффективней работать с крупными объектами в небольших помещениях. Признаюсь существенной разницы в точности я не заметил.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вопрос про марки - Вы используете самодельные или фирменные? Насколько я знаю, существует система с использованием кодированных марок, которые автоматически распознаются в ПО. Вы используете такие?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Возможно кто-нибудь расширит этот список.

Поскольку Вы планируете получить качественные лицевые поверхности и предьявить заказчику внешний облик в хорошем рендеринге, советую обратить внимание на продукт UGS "ImageWare" (http://www.ugs.ru/products/nx/imageware).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вопрос про марки - Вы используете самодельные или фирменные? Насколько я знаю, существует система с использованием кодированных марок, которые автоматически распознаются в ПО. Вы используете такие?

<{POST_SNAPBACK}>

Увеличение объёмов измерений при одновременном снижении времени, необходимого для получения конечного результата, заставляют искать пути дальнейшей автоматизации процессса. Кодированные метки позволяют свести к минимуму "ручную работу" и получать реперную систему координат практически мгновенно. Я применяю в своей работе самодельные метки.

<noindex>Изображение</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А "scale bars" - тоже самодельные?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А "scale bars" - тоже самодельные?

<{POST_SNAPBACK}>

Одно время я использовал в качестве масштабных линеек штанген-циркули от 650 до 2000 мм. Я просто фиксировал их на определённый размер и приклеивал к "губкам" метки. Сейчас у меня масштабные линейки из алюминиевого профиля с наклеенными метками, откалиброванными при помощи всё той же фотограмметрии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Небольшой апдейт

<noindex>Изображение</noindex>

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

вопросы неспециалиста:

- маркеры, как я понимаю, представляют из себя прямоугольники самоклеящейся пленки?

- какую роль играет щелевая маска, показанная на одной из фотографий?

- имеются ли какие-нибудь требования к фактуре поверхности исходного объекта?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

- маркеры, как я понимаю, представляют из себя прямоугольники самоклеящейся пленки?

<{POST_SNAPBACK}>

Правильно самоклеящейся. Только не плёнки, а бумаги.

- какую роль играет щелевая маска, показанная на одной из фотографий?

<{POST_SNAPBACK}>

Если Вы имеете ввиду чередование белых и чёрных полос, то это принцип, который используется во всех, вышеуказанных мною сканерах. Триангуляция производится по точкам, выявленным по границам полос. В результате для каждого пиксела телекамеры расчитывается трёхмерная координата.

- имеются ли какие-нибудь требования к фактуре поверхности исходного объекта?

<{POST_SNAPBACK}>

Проблемы могут возникнуть при сканировании тёмных матовых, а также глянцевых поверхностей. Также невозможно сканировать прозрачные детали. Тут я думаю разъяснения не нужны. Во всех случаях может помочь нанесение мела.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Триангуляция производится по точкам, выявленным по границам полос. В результате для каждого пиксела телекамеры расчитывается трёхмерная координата.

Получается что чем ближе телекамера к сканируемой поверхности тем меньше погрешность

в тоже время больше патчей которые потом необходимо сшивать. Есть ли из практики какой то компромисс по расстоянию и габаритами детали?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Получается что чем ближе телекамера к сканируемой поверхности тем меньше погрешность

<{POST_SNAPBACK}>

Есть такая зависимость

Есть ли из практики какой то компромисс по расстоянию и габаритами детали?

<{POST_SNAPBACK}>

Для объекта размером с автомобиль - шаг точек порядка 0.5-0.6 мм и погрешность в пределах 0.1-0.15 мм на скан.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Маленькое лирическое отступление

<noindex>Изображение</noindex>

Лучшие люди нашего аула. )))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Carwig,

Вы как-то закисли тут совсем. Нет чтоб поучаствовать в процессе практического ре-инжениринга. (см. раздел Прототипирование). Может что умное скажете. Вот, к примеру, что посоветуете: как с минимальной потерей качества уменьшить объем iges- или stl-файла? А то 250 Мб трудно ворочать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Mikhail,

вырежьте показательный кусок небольшого размера, сохраните его в формате Wrap (Stl слишком тяжёл при той же геометрии), сожмите его зипом, чтоб размером не больше 10 Мб и отправьте мне

carwig(@)mail.ru. Если результат устроит, то расскажу как получить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Честно говоря даже представить не могу как можно изменить облик ВАЗ-21083. Его дизайнеры наверно не рисовали, а начертили линейкой на листе ватмана))) углы где только можно, я думаю что для рестайлинга этот автомобиль не пригоден. Предлагаю зализать все углы этого авто, придать обтекаемость хоть самую малость!

Изменено пользователем kramin

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Честно говоря даже представить не могу как можно изменить облик ВАЗ-21083.

<{POST_SNAPBACK}>

Изменить-то как раз не сложно. Проблемы в этом не вижу. И я прекрасно отдаю себе отчёт в том, что какого-то откровения в автодизайне вряд ли получится. Однако, смысл этой конкретной задачи несколько иной. Как бы вам по-точнее его объяснить. М-м-м. Ну это как рисовать в Элиасе или какой-либо другой программе машину, похожую на Ауди Ку-7. Смысла никакого, но всё же тренировка. Извините, если обидел.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В данной теме было сказано что вы решили организовать своего рода проект по изменению внешнего облика стандартного автомобиля ВАЗ-21083. Есть ли у вас уже идеи по изменению облика этого автомобиля, или вы пока не раскрываете свой замысел?

Изменено пользователем kramin

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вопрос в русле общего процесса.

В данном случае есть обмер симметричного объекта, у которого есть ПЛОСКОСТЬ симметрии (автомобиль). Понятно, что после обмера все сканы собираются в одну систему координат по реперным меткам, но эта система в общем случайна.

Есть ли способ расположить этот обмер так, чтобы плоскость симметрии обмеренного объекта соответствовала, например плоскости XZ, так, как это пологается при проектированиии?

В общем случае задача осложняется тем, что у симметричного объекта могут отсканировать полностью только половину, а с другой стороны обмерить только несколько наиболее характерных поверхностей.

И еще сам объект сканирования может быть недостаточно симметричным, например неточность сканирования- 0.3 мм, а неточность самого объекта может быть на порядок больше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу



  • Реклама

  • Сообщения

    • MUXALblCH
      Замените макрос этим: OpenDrwFromBom.swp Проверено в SW 2016SP5.0, SW 2018SP4.0 Других версий у меня нет, проверить работоспособность макроса не могу.  
    • ДОБРЯК
      В ВБ насколько я знаю, даже нет стержня. Разработчики ВБ решили, что стержень и балка не нужны расчетчику.  И теперь стержневые конструкции нужно делать в 3Д.)
    • karachun
      Если можно вывести сетку и настройки решателя то почему бы и нет, особенно если NX уже есть и пользователь умеет в нем работать. В Femap можно подключить ансисовский решатель и запускать расчет прямо из препроцессора. Тем более сейчас множество програм имеют свой API и приложив некоторые усилия можно подружить разные решатели и пре- постпроцессоры так что пользователю не придется плясать с бубном для запуска модели. Тот же NX Nastran продается в виде отдельного решателя. В рамках крупного завода можно получить огромную экономию денег если удастся подключить используемый препроцессор к стороннему решателю без покупки дополнительных лицензий и переучивания персонала.
    • SilaMusli
      Ну наконец, всего неделю задержки, это для ТС норма)
    • kkk
      Когда делаешь большие помещения с мебелью то всякие "излишества" начинают икаться очень быстро. Даже не на калькуляторе.   Интересно, как при данном решении в смете выведется эксцентриковая стяжка, состоящая из футорки, штока, эксцентрика и заглушки? При чем заглушка может быть любого цвета. И каждая часть заказывается отдельно по своему артикулу.   В целом по-прежнему считаю, что данные надстройки (по крайней мере в подобном исполнении) не слишком актуальны. Если в основном идет стандартная корпусуха - Базис, если любое изделие отличается от предыдущего и делается первый и последний раз, то подобные надстройки будет дольше настраивать, чем нарисовать чисто средствами Солида. Допускаю, что у кого-то она (надстройка) и будет помогать, но тут уже каждый должен сделать вывод самостоятельно.    
    • Fedor
      Вообще-то ее называют матрицей жесткости :) Если заменим то получим (1-лябда) CU=0   . Ясно что вектор совпадает с самим собой по направлению  CU= лямбда CU :)
    • droll91
      Интересуется кто в покупке Quadro P2000?
    • mrvcf1
    • Ovsyannikov_Sergey
      Знаю только один способ - обмен ролями. Более не знаю ((
    • kkk
      Недавно знакомый жаловался, что Солид 2016 тупит на двух мощных компах, собранных специально для него (ай7, 16 гигов памяти, видяха игровая но хорошая), но быстрее и стабильнее пашет на компе, купленном для сисадмина (ай5, ЧЕТЫРЕ гига памяти, видяха не знаю какая, но явно не Квадра). Виндовс вроде одинаковый стоит. Я правда не знаю, кто там и что устаналивал и подключал, но факт остается фактом.