时间：2023-04-06 18:46:54
序论：在您撰写通用航空论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1.经济发展的需求
民用直升机在促进经济发展的过程中占据着重要的位置，尤其是对于农林作业和工业作业而言。农林航空包括护林防火、播种和病虫害防治等，对于改善农、林、牧、渔业的作业方式，提高劳动生产率，加快实现农业现代化可以起到很大的推动作用。随着我国粮食安全问题的重要性日渐突出和对生态环境的重视，农林作业航空必将有进一步的发展。工业航空包括水利建设、铁路建设、石油开发、输油输气管线的建设和维护等，在开发早期的土地资源调查中，工业航空是必不可少的。直升机是工业航空使用极多的一种航空器。例如，在海上石油开发过程中，相比船舶运输，直升机既安全又快捷，近海油田开采使用的直升机数量占民用直升机总数的1/5左右。
2.城市建设的需求
直升机与城市建设息息相关，直升机可以在各种复杂空间内畅通无阻的飞行，作为空中机动平台和作业工具，直升机将为城市资源的优化和整合提供新方法、增加新维度、提高资源的利用效率。
3.公共服务的需求
为社会提供良好的公共服务是服务型政府的重要职能，也是改善社会管理的重要内容，公共服务领域将成为直升机应用的新领域。直升机在治安管理、城市消防、应急救援、医疗急救等社会公益领域都能发挥重要的作用，目前已经有一些城市开始启用直升机参与公共服务。随着低空空域管制放宽，将有更多的直升机投入应用，未来20年内全国的应用数量将会突破1000架。
4.航空旅游和航空运动的需求
据统计，世界上有1000多家通用航空公司正在开展空中游览和航空旅游业务，直升机带动了旅游产业的发展。目前，全世界大约有45%的通用航空飞行小时数是由航空旅游产生的。航空体育运动不仅可以为国防服务，为国家培养航空后备队，而且随着私用飞机驾照培训正在逐渐兴起，这一领域还会成为通用航空产业新的突破点。
二、民用直升机产业链分析
民用直升机产业属于高关联行业，具有高技术、高附加值、高风险、高效益等产业特征，对拉动内需及提高人民生活水平都大有裨益。民用直升机产业链一般可分为3大部分：飞机制造、企业运营及支撑运营的基础设施和服务业。直升机制造包括飞机研发、总体设计、零部件加工、发动机与机载设备研发生产、飞机总装及交付试飞；直升机企业运营包括使用直升机进行各种类型的飞行；飞行服务保障包括机场、飞机维护与修理、油料储运、航材储备与供应、航务服务、导航设施与空管指挥等。在经济全球化背景下，直升机产业逐渐成为全球性产业，形成了各个环节在不同区域集聚发展的分工网络。虽然我国民用直升机产业正在形成完整的产业链条，但在国外通用航空产业的巨大冲击下，产业内竞争剧烈，产业环境不容乐观。以直升机制造业为例，我国直升机制造业主要以转包生产的方式为全球整机制造商和结构件制造商提供初级零部件产品，从事低技术的加工和组装。产品附加值低，设计和研发能力弱，投入与创新不足，严重依赖国外的核心技术和关键产品，导致我国飞机制造业在全球价值链中处于被动从属地位和价值链的低端。随着我国通用航空市场的发展、成熟与完善，建立以飞机制造为中心，围绕飞机制造进行配套生产、提供服务的园区发展模式，将成为未来发展的一种趋势。研发制造、通航运营、客户培训、服务保障是直升机产业链的4个核心环节。民用直升机产业的未来发展特征是通航发展，基础设施先行；运营托管，导入市场需求；维修培训，促进产业发展；飞机制造，由外而内、先部件后整机。
三、民用直升机市场的发展不足
虽然当前我国通用航空业日益受到关注，民用直升机产业也有了不小的发展，但由于发展环境受限、行业自身成长缺陷及消费观念落后等问题，民用直升机的发展现状相对于经济社会发展的需求还严重滞后。
1.发展规模不足
目前，我国通用航空但与国外相比差距仍旧较大。目前全世界大约有私人飞机30余万架，其中2/3在美国，中国的私人飞机只有200架左右，数量很少。以民用直升机为例，美国有近3万架直升机，俄罗斯直升机有3000多架，加拿大有1000多架，巴西也有500多架。截至2010年底，在中国民航注册的直升机仅有206架，机型近30种。中国民用直升机拥有量不及世界民用直升机总数的1％，仅巴西圣保罗一个城市所拥有的民用直升机数量就超过中国的总和。
2.保障体系不完善
目前，我国民用直升机在基础设施、空域管理、人力资源、产品服务能力等方面还存在诸多不足，尚未建立起配套齐全、运行良好、专业高效的民用直升机服务网络。民用直升机训练、转场、作业等空域申请程序较为复杂，缺乏相应的机场和起降点，油料供给匮乏，行业整体人才和技术储备薄弱。目前的城市规划既没有考虑到生产性的飞行需求，也没有针对直升机起落和通航需要的配套设施进行规划。在应急救援方面，缺乏配套服务体系和统一的指挥、管理与协调。与世界发达国家相比，我国还没有建立专门的直升机搜救体系，一旦遇到突发事件，都是采取临时紧急调用的办法，不仅运行效率低，专业技术水平也差。同时，我国应急救援直升机数量有限，据统计，全国只有200架左右的民用直升机可用于应急救援，运行密度极低，是主要西方国家平均水平的1/25。
3.自主品牌缺乏
我国民用直升机机队中九成以上是外国产直升机，，自主生产的直升机大都是军用机，虽然现阶段有了以AC系列为代表的一批民用直升机，但与世界先进水平相比尚有一定差距。在一些应急救援和突发危机管理中，目前民用直升机尚不能担当此重任。例如，汶川地震后，我国政府紧急调用军民用直升机154架飞赴灾区，其中民用直升机只有42架，国产直升机只有14架，远远不能满足日益增多的自然灾害救援和社会应急管理的需要。
四、结论与政策性建议
改革开放以来，我国的通用航空事业虽然取得了不小的进步，但受发展环境、发展体制、发展理念、经营机制等诸多因素制约，发展明显不足。近年来，在低空空域逐渐开放的政策环境下，我国通用航空存在较大的发展空间，根据中美航空合作项目（ACP）的研究，我国从2009年到2015年，通用航空的直接经济效益可为50亿～100亿元，可提供3.3万～6万个就业机会；整个通用航空产业收益预期为140亿～240亿元，能提供13.2万～24万个就业机会。民用直升机作为通用航空的主要飞行工具，在国民经济发展中的市场需求无疑是巨大的，但由于空域管理、保障体系等方面还不够完善，相关产业技术基础还不够强大，核心技术还有所欠缺，我国民用直升机产业的发展面临诸多困难。笔者认为，应从政策、制度、理念、保障体系等方面推动民用直升机产业的发展。
第一，对民用直升机产业政策进行顶层设计，加快直升机产业体系建设。目前我国通用航空正处于生长期，西方各大直升机制造公司已纷纷看上了中国的通用航空市场。在国际竞争日渐激烈的情形下，扶持国产直升机工业，提高国产直升机产出能力，加速发展具有自主知识产权的直升机产业已迫在眉睫。为此，需要制定相应的财税、金融、投资、采购及土地使用等政策，推动行业资源优化整合，通过资本市场实现产业资源优化配置。
第二，建立适合低空空域开放和用户特点的法规标准体系，完善低空空域使用许可制度，提高空管服务水平。借鉴通用航空发达国家的管理经验，分析不同类别用户需求和飞行活动的特点，提高空域资源利用率，以满足低空开放环境下民用直升机的发展需要。
第三，加快服务保障基础设施建设。强化直升机起降点、空管及油料保障设施设备的建设，做好通航机场网络、空情雷达网络和应急通信系统建设，增强直升机发展的服务保障供给能力。对于现有直升机专业人才培养的航空专业机构给予重点关注，从学科和实践两个层面加大扶持力度，加大直升机专业人才培养和研制经费投入，并逐步完善培养体系。
第四，将民用直升机的设计、生产、销售及维修服务全面纳入民航机的适航管理体制，建立完整、统一并与国际标准相衔接的标准体系，通过国际合作和转包生产，引进西方项目管理的先进经验。同时，针对我国高原山区较多的现状，加快适合中国国情的民用直升机的研制。
通用航空是指除从事公共航空运输（客运或货运）以外的民用航空。通用航空具有机动灵活、快速高效等特点，作业项目覆盖了农、林、牧、渔、工业、建筑、科研、交通、娱乐等多个行业，主要是在3000m以下空域飞行。通用航空的具体内容包罗万象，我们熟知的通用航空有以下几种：航空摄影、医疗救护、气象探测、空中巡查、人工降水等。其他类型包括海洋监测，陆地及海上石油服务，飞机播种，空中施肥等。另外公务机飞机和私人飞机都属于通用航空范畴之内。与地面交通类比，通用航空客比作出租车运营；民航公司可比作公交运输。我国是农业大国，通用飞机的广泛应用是发达国家农业现代化的一个重要方面。西部地区与资源优势由于交通不便而长期得不到发挥，交通已成为制约西部地区经济发展的瓶颈，西部大开发需要通用航空。据民航局预测显示，预计未来5～10年，我国需要各类通用航空飞机10000到12000架，通用航空飞机数量的年均增长率将达到30%，通用航空及其带动的产业将形成一万亿元人民币以上的市场容量。随着中国经济的发展，公务飞行、商用飞行、空中游览、私人驾照培训，正受到越来越多人的青睐，在市场需求的推动下，通用航空服务的领域将出现快速的发展。在有这样巨大发展前景的市场中，卫星通信的应用将是不可或缺的解决通信需求的方案之一，在面对挑战同时，卫星通信只有抓住机遇努力满足市场需求，创新开拓应用服务于这一领域。
二、民用航空使用频率规划
（Ku/Ka/L频段可应用范围）依据《中华人民共和国无线电频率划分规定》，民用航空无线电频率使用和业务主要分为：1）制式无线电台是指为确保航空器的安全，在制造完成时必须安装在其上的无线电设备。2）非制式无线电台是指制式无线电台以外的无线电台。如:机载客舱卫星通信电台。3）航空移动业务是指在航空电台和航空器电台之间,或航空器电台之间的一种移动业务。营救器电台可参与此种业务；应急示位无线电信标电台使用指定的遇险与应急也可参与此种业务。4）航空电台是指用于航空移动业务的陆地电台。在某些情况下，航空电台也设在船舶或海面工作平台上。卫星通信在民用航空应用中又主要划分为驾驶舱（前舱）和客舱（后舱）。驾驶舱（前舱）通信需要高度完整性和快速响应的安全和正常通信，属于卫星航空移动（R）业务，主要分为空中交通服务部门用于空中交通管制、飞行情报与报警的安全相关通信，以及航空器承运人进行的、会影响到空中运输的安全、正常和效率的通信[航空运行管理控制通信（AOC）]。民航局《航空公司运行控制卫星通信实施方案》中推荐使用的卫星通信系统有海事卫星通信系统、铱星系统和Ku卫星系统。客舱(后舱)通信是为航空承运人的私人通信[航空行政通信（ACC）]服务，以及公众通信[航空旅客通信（APC）]。目前在国际上使用的客舱（后舱）通信系统主要有海事卫星通信系统、Ku卫星系统及Ka卫星系统。具体使用频率规划如表1所示。
三、民用航空的卫星通信网络运营系统现状
1.卫星网络与资源目前国际民航驾驶舱（前舱）卫星通信多使用的是L和S频段卫星通信系统，采用卫星移动通信使用的L、S频段。而卫星移动通信系统的建设是一项复杂的系统工程，国内尚无自建的商用卫星移动通信系统投入运行。国内正在使用或准备使用的商用卫星移动通信系统都是由国外运营商提供的服务。国外商用卫星移动通信系统主要包括：海事卫星系统（Inmarsat）、铱星系统（Iridium）、全球星ICO系统（Globalstar）、亚洲蜂窝卫星系统（ACes）和Thuraya等。具体所用卫星移动通信系统具体所用频率范围如表2所示。在客舱（后舱）卫星通信应用方面，中国卫通集团公司目前拥有12颗在轨卫星，可以提供以覆盖中国及周边地区的Ku频段卫星通信服务资源，并计划在2015年，达到拥有15颗以上在轨卫星。在卫星频率资源使用上将形成C、Ku与S、L、Ka频段相结合，固定广播通信卫星与移动广播通信卫星结合，覆盖范围广、用途多样的卫星空间段资源体系。中国卫通现有运营在轨卫星情况如表3所示。考虑到航空运输飞行国际、国内航线的特点，从卫星资源的服务能力来看，尤其是至今我国没有自主可管可控，用机驾驶舱（前舱）卫星通信的L和Ka频段卫星网络系统；即使是Ku频段卫星，目前我国自主运营的卫星服务能力，不论是覆盖范围，还是轨道频率资源，也远远不能适应满足我国航空市场发展卫星通信需求。这既是对我国卫星通信运营服务提出的挑战，更是开拓卫星通信服务业务的机遇和发展应用潜力。
2.用户终端设备由于我国在这方面应用起步晚，再加上用于航空领域的准入门槛制约，目前用于驾驶舱（前舱）卫星通信的L频段终端系统设备，以及用于后舱（客舱）卫星通信的Ku和Ka频段终端系统设备，全部是由国外厂商提供，几乎全面占领我国终端系统设备市场。民航飞机上卫星通信设备的制造门槛很高，除了要遵循现行技术标准，还要得到国际有关机构认可，为了国家信息安全的需要，国内厂商在这一领域还需要努力追赶，有所作为。驾驶舱（前舱）卫星通信的L频段终端系统设备主要有：霍尼韦尔,柯林斯，泰雷斯公司等。后舱（客舱）卫星通信的Ku和Ka频段终端系统设备主要有：Row44，Panasonic，GoGo，Aerosat等。后舱（客舱）卫星通信终端天线系统如图4所示。的通信系统多数是高频和甚高频通信系统，卫星通信的应用多是使用铱星系统，海事卫星，Globalstar,Thuraya,ACeS等卫星系统，以及与这些卫星系统相配的L频段在轨卫星系统的终端设备。驾驶舱（前舱）卫星通信终端设备如图5所示。
3.网络运营和用户业务管控从国家战略安全考虑，在航空运输飞行网络运营和用户业务管控方面，更需要建立可管可控的航空卫星通信网络运营和用户业务管控系统。系统网络运行管理主要是负责管理、监控和维护机载通信全系统，实时对全网系统涉及卫星、地面网络和终端设备等工作状态进行管理、监控，实时对运营网络中业务用户使用情况，进行本地或者远程、监控、维护和计费结算等管理，对网络运营和业务运营数据进行存储、备份管理，对网络运营中出现的包括卫星系统、终端设备和用户使用等问题，进行实时分析排查，及时警示和问题预先发现等必要的日常维护，保障全网络系统运行安全正常。民航卫星通信业务横跨通信信息传输服务和民用航空飞行运输服务，在相关系统设计规范、业务运营管理、设备准入等方面，必须同时满足国家对民航飞行安全，信息通信网络传输安全，信息内容安全和数据存储安全规定要求。民航卫星通信涉及国家信息安全，有必要在网络运营和用户业务管控方面在满足国家相关法规要求前提下，做到完全自主，实现业务运营可管可控。
四、结论
控制增稳的控制律设计,首先要满足稳定性要求。设计实践经验表明,在线性设计阶段,应力求留出足够的幅值稳定裕量和相位裕量;从而使非线性设计和实际系统交付时,得以满足6分贝幅值裕量和45°相位裕量的指标要求。具体设计指标如下。滚转轴操纵具备滚转角速度控制/倾斜角姿态保持响应类型,并具有自动转弯协调能力。偏航角操纵具备常规的侧滑角控制响应类型,而由侧滑引起的滚转趋势可以通过副翼调节自动防御。荷兰滚阻尼比大于0.5,滚转角速度响应零点和荷兰滚极点尽量对消,以提高乘坐品质。滚转模态半衰期足够小。
1.1基于滚转角速率反馈副翼的控制方案
滚转角速率反馈的主要目的是减少飞机滚转性能随飞行条件的变化。可以在提高动稳定性的同时,改善以致消除滚转角速率振荡引起的倾斜角振荡,并在全包线内获得良好的横航向控制增稳能。
1.2基于侧向过载或侧滑角反馈控制方案
引入侧向过载或侧滑角反馈有利于提高荷兰滚模态频率。同时引入偏航角速率和侧向过载反馈不仅可以补偿航向静安定度,而且有助于减小滚转机动和侧向扰动时的侧向过载和侧滑角。因此,在偏航通道和滚转通道中分别引入滚转角速率反馈和偏航角速率反馈可以增加相应通道的阻尼比,引入侧滑角或侧向过载反馈则可以增加系统静稳定性,但同样会减小系统阻尼。以上三种反馈控制方案的优、缺点总结于表1中。对于横侧向增稳来说,单独引入角速率反馈、侧向过载或侧滑角反馈不会使系统有较理想的特性。由于滚转和偏航运动的耦合关系,通常采用在副翼通道中引入滚转角速率、侧滑角、侧向过载反馈、在方向舵通道中引入偏航角速率、侧向过载、侧滑角反馈的综合增稳控制方案,如图1所示。
(1)在滚转通道中引入滚转角速率反馈可以提高飞机的滚转阻尼;在偏航通道中引入偏航角速率的负反馈,增大了荷兰滚的阻尼比,实现了偏航阻尼的功能,从而改善了高空飞行时的航向阻尼和荷兰滚阻尼特性。
(2)引入与副翼偏转同极性的正反馈比例信号,可以减小侧滑角,以实现自动协调转弯。
(3)在偏航通道中引入侧滑角的负反馈,可以增大航向运动的固有频率,起到偏航增稳系统的功能。
(4)在副翼通道引入侧滑角或侧向过载信号,使副翼产生滚转力矩以减小飞机过大的横向静稳定性导数,来改善飞机的滚摆比。
2民用飞机横航向增稳系统设计与分析
对自然飞机的稳定性仿真可知,原系统滚转阻尼、荷兰滚阻尼、航向静稳定性都不够,荷兰滚模态与滚转模态之间存在严重耦合,造成系统响应振荡剧烈,因此,为使系统具有较好的动态特性和稳定性,需要进行增稳控制。除了在航向通道中没有引入与副翼偏转同极性的正反馈比例信号,本文采用了图1所示的增稳系统架构来进行控制律设计。常规控制律设计方法主要采用经典单回路频域或根轨迹方法设计。当随着民用飞机结构变得更加复杂,各运动模态之间的耦合更加密切,控制系统变得更加复杂,经常为多输入多输出系统,这些都使得常规的单回路设计方法难以完成相应的飞行控制设计。因此现代设计方法逐渐被应用到飞行控制系统设计中,如最优二次型设计方法、LQG/LTR方法、特征结构配置方法、非线性系统动态逆设计方法等。本文采用最优二次型设计方法对横航向增稳控制律进行设计,该方法主要优点在于为了使性能代价函数最小化,所有控制增益能同时获得。
3结语
1遥控多轴航拍系统的优势
1.1飞行审批手续简单
目前，我国对民用航空采取的是比较严格的管制措施，《中国人民共和国航空法》第七十四条规定：民用航空器在管制空域内进行飞行活动，应当取得空中交通管制单位的许可。这就要求任何单位或个人的飞行都需要向空中交通管制单位申报。不仅报批周期较长，而且对申报主题的资格限制也相当严格——一般单位或个人很难得到审批。相对而言，小型无人飞行具备体积小巧、飞行高度低、飞行速度慢等特点，在非特殊区域外飞行时，基本不需要审批。因此，使用小型无人飞行器进行航拍无疑具有得天独厚的优势。
1.2设计影视制作成本低廉
遥控多轴航拍系统在本质上属于航空模型，所需要的设计方案、配件、耗材等在市场上随处可见，购置便利。尤其是近年来迅速普及的遥控多轴飞行器，与传统的固定翼飞机、直升机相比，具备整体设计简单、电气件一体化、机械结构坚固、影视制作过程简单等突出特点，对影视制作者动手能力的要求亦较低，只需经过简单培训，初学者也能影视制作出简单的遥控多轴飞行器。
1.3操作简单不易失控
目前，遥控多轴航拍飞行器必备的飞行控制系统均内置有智能失控保护装置，通过与GPS和遥控器交联，能够实时感知飞行器的飞行姿态，并做出反馈，精确调整各个发动机的功率，实现飞行器的平稳控制。另外，智能失控保护装置还能确保飞行器在失去遥控信号的极端情况下，也能自动悬停，并在信号消失且无法恢复的情况下，精确找到起飞点，以事先确定的安全路线和高度自动降落，最大程度上避免飞行器的坠毁。
1.4飞行环境要求较低
多轴飞行器的体积优势令其在起飞与降落环节对场地的要求极低。我单位配备的是国产大疆四轴飞行器，最小携行状态直径约0.6m，工作状态直径约0.9m。通过测试，其最小安全起降面积不超过9m2，最低安全起飞高度不超过3米，最近安全遥控距离不超过2米，对航拍环境的要求极低，非常适合在楼宇、景区等人群聚集的地方使用。同时，由于多轴飞行器的姿态控制是通过改变发动机输出功率来实现，在数字化飞行控制系统的调节下，能够实现飞行姿态的精确控制，对复杂环境的适应能力更强。无论是在街道、立交桥等复杂开放环境，还是在车库、展会等密闭环境中，均能实现有效控制，将一旦发生坠机后造成附带危险的可能性降至最低。
2遥控多轴航拍系统的缺陷
2.1飞行范围小、续航时间短
就动力源来说，与传统的油机相比，电机的功率密度较大，达到最大输出功率的时间较短，且体积和振动均较小，安装方面，后期维护简单。因此，绝大多数航空模型选择使用电机作为动力源，多轴飞行器亦不例外。目前主流的多轴飞行器使用的多为无刷电机。但是，使用电机作为动力源则无法回避电池能量密度低的天生缺陷。与生物燃料相比，电池的能量密度较低，大约仅相当于汽油的1/30，持续输出最大功率的时间太短。以目前我部使用的四轴飞行器来说，电池型号是双天的XP50003GT-S，电压11.1伏，容量5000毫安，最长持续飞行时间仅为8分钟。出于安全考虑，持续飞行时间通常控制在6分钟以内。在执行拍摄任务时，如此短的时间仅能满足一个镜头的拍摄需要，如果需要反复拍摄的话，只能通过多次起降来实现，拍摄效率较低。
2.2飞行速度慢、特技动作少
就飞行原理来说，多轴飞行器的行进、平移和转向所依靠的是不同桨叶之间的转速差所产生的升力差。由于没有配备专用的推进发动机，多轴飞行器的飞行速度较慢，在100米以上拍摄移动画面时会出现速度不足的感觉，画面出现长时间停滞不动的现象，缺少航拍纵览全景的流动感，所以在广袤空旷的地域进行长距离、快速航拍时不宜使用。此外，多轴飞行器的外露连接部件多，亦不适合在林地、灌木间做比较复杂的机动动作。
2.3飞行载荷小、抗风能力弱
多轴航拍系统的动力来自于电动机，虽然自身重量较小、提速较快，但冗余动力小，在提供正常飞行动力外，难以承载多余重量。就我部配备的多轴航拍系统来说，只能挂载重量不超过200克的GOPRO运动摄像机，且只能在4级风的情况下飞行，如果地形复杂，需要机动，则飞行条件还需要降低，一般不能超过2级风。
3如何更好地发挥遥控多轴航拍系统的作用
3.1做好前期筹划，细节考虑周全
根据脚本制定周密的拍摄计划方案，做到谋划在先。在升空拍摄之前，要对拍摄范围内的景物进行整体观察和综合分析，找出最能突出形象、气质和品格的景物来，并根据影视拍摄连续性的特点，确定航拍线路、方位、高度和频次等，形成连贯的摄制方案，争取做到全局在胸，一次成功。
3.2统筹工作全局，突出航拍特点
飞行器在空中拍摄时应选择大气透明度高的天气和时间。除非特殊需要，操作时尽量不要迎着阳光方向拍摄，防止镜头进光。飞行时注意事先查看拍摄路线上方的电线、树枝或其他障碍物。在环拍景物时，注意合理设置遥控地面站，或采用地面车辆伴随控制的方式，避免失控发生。
3.3灵活把握时机，提升拍摄效率
关键词：光学测量，逆向工程，航空钣金制造，测量分析
在先进的计算机辅助技术集成应用，逆向工程则是非常重要的一个例子，也能构成计算机集成制造系统的重要一个分支。当前的逆向工程主要则是体现出对于实物进行有效的逆向重构的过程，就是能进行相关的实物的CAD模型重构，以及能够制造相关的 最终产品[1]。
对于数据测量来说，利用相关的测量方法以及设备，能够用离散的几何点来表示物体的表面形状，通过有效的坐标来表示，通过相关的计算机信息技术，有效保证复杂曲面的制造、改进以及建模活动。所以，能够有效对于工件表表面的数据进行高效、高精度的采样处理，这则是逆向工程的关键技术之一，也是最为基本且不可或缺的基本步骤，直接影响到测量数据以及最终模型的质量，影响工程的质量以及效率问题。
1 逆向设备的测量方法概述
当前，针对多种多样的产品表面数据测量方法来说，具有不相同的测量原理。对于逆向工程测量过程中，应该注重测量方法选择，因为，这将影响到测量本身的经济性、速度以及精度，以及涉及到后续的数据类型和处理方式都存在不同。相应的零件表面以及测量探头的接触情况下，对于零件表面数据在逆向工程中的获取方式，主要包括非接触式以及接触式两种。接触方式根据相应的测量探头不同，则包括连续式以及触发式两种。在相应的非接触式的原理中，可以看出，包括非光学式以及光学式[2]。其中，对于非光学式测量中，主要有层析法、超声波法、MRI测量法和CT测量法；在光学式测量中，主要包括激光干涉法、计算机视觉法、结构光法、激光衍射法、三角形法等。
2光学测量系统及测量数据特征分析
2.1 ATOS&Tritop光学测量系统
经过分析，当前最为成熟的三维形状测量方法则是结构光法，这也是典型的非接触式测量方法，应用范围非常广泛，其中的典型代表则是ATOS测量系统。对于其ATOS扫描头来说，主要包括两个高分辨率的工业CCD相机以及相对应的光栅投影单元构成，通过有效的结构光测量，能够让一组具有相位信息的光栅条纹在光栅投影单元的帮助下，有效投影到侧脸工件的表面。根据立体相机测量的原理，能够实现高分辨率数码相机的同步测量，这样就能把物体的三维数据以及表面高密度在较短时间内获取。通过相关的参考点拼接技术，能够有效自动对齐相关的不同位置的测量数据，完成全部的扫描结果。
根据Tritop拍照测量定位系统来说，对于扫描大而复杂的零件情况下，为了能够对于对象上的参考点能够稳定地控制，在实际中，应该定义ATOS的坐标测量系统中，利用好Tritop参考点。
2.2测量数据特征分析
根据测量的数据进行分析，主要可以包括网格化点、散乱点以及有序点等三种类型。针对ATOS光学测量系统进行分析，其相应的测量数据就是具有散乱无序的特点。对于核磁共振成像、CT层法的得到的点云数据来说，在一系列的平行平面中分布相应的测量数据点，能够通过小线段对于平面内距离最小的相关邻接点进行顺序连接，这样就可以得到相应的平面一组三角数据。
3 光学测量系统ATOS&Tritop的应用思考与探索
3.1 在工装制造中的应用分析
针对工装成形的钣金零件设计过程中，可能存在不符合要求的零件的表面质量以及几何形状等问题，这往往是由于零件存在间隙不当以及变形回弹的问题所致。要想让准确的回弹角度在工装上设计并不容易，而是经过在实践中进行反复的处理才能达到满意效果。另外，对于早期的工装制造来说，往往都是通过有效的图纸加工以及样板加工而成，目前，这种方式已经被成熟的数控技术所代替。对于长期使用的工装来说，存在一定的报废以及磨损问题，这就涉及到应该正确应用逆向工程技术问题。针对光学测量系统ATOS&Tritop来说，其具有测量精度高、速度快、范围广的特点，所以，通过相应的光学测量系统，能够对于把实物进行CAD数字模型的有效转换具有明显好处，能够保证数控加工的有效性，进行有效的工装处理。
3.2 光学测量系统在展开毛料中的应用
通过对于毛料的准确展开，能够保证有效对于原材料的节省，使得修边工作量大大减少，另外，还能有效保证具有一定的成形改善条件，从而，保证成形质量进一步大大提高。根据长期实践和经验，可以看出，针对形件的毛料形状问题具有相关的不少研究，涉及到具体的很多算法，比如，分区计算法、滑移线法，就最近几年还提出了相应的流体模拟法以及电模拟法等。上述这些方法具有不同的特点，也就是适应于不同的范围，大多都是局限于平底饭金件。针对毛料外形计算，其中涉及到的因素众多，但是，其中的对应的关系比较难以进行定量的把握。因此，对于毛料外形的精确计算就存在一定难度。应该充分利用计算机信息的快速发展，有效对于钣金件进行毛料的计算都是通过应用程序完成。
但是，不可否认，利用计算机进行毛料展开计算具有一定的局限性，对于外形较为复杂、双曲度比较高的零件则是不太适用。在实际的生产情况下，还以应该对于工装过程中的零件进行有效校正工作。通过有效的光学测量系统ATOS，能够保证计算机采集相应的校展件的外形轮廓数据，就是完成在数控下料机床的生产过程，保证有效使得零件的生产效率大大提高，明显提升毛料质量。
4结束语
光学测量系统TOS&Tritop是当前进行逆向工程中较为成熟的有效进行点云采集的措施，能够具备测量精度高、速度快、范围大的特点，但是，也存在一定的不足之处，就是对于周围环境要求较高，对于表面变化剧烈的物体、物体内部形状则无法进行有效测量。
参考文献：
