冷战时期的瑞士飞机全部采用Leica T-Scan 实现数字化

故事开始于1948 年，随着世界秩序陷入到冷战状态，人们在努力保卫国家的同时实现武装中立 – 第二次世界大战期间，被饱受战争蹂躏的国家所环绕，而能够保持武装中立 – 瑞士空军最高司令部非常关注发展战斗轰炸机，根据瑞士地形特点的细节专门设计飞行和有效载荷特征。非常苛刻的要求, 包括接近超音速的最高速度，出色的可操作性和能在典型的高寒地区极短跑道上降落。

1955 年，首台样机试飞。采用革命性的超薄机翼设计和独特的后缘襟翼组合，下垂的副翼和克鲁格型前缘襟翼，这样大大增加了提升力。因此，P-16 可在500 米长的跑道上起飞，着陆距离仅需要300 米。瑞士空军订购了100 架P-16 战斗机。然而，小的机械故障导致了两次灾难性事故的发生，整个项目受到影响，瑞士政府停止了该项目，并取消整个订单。幸运的是，飞机的革命性的机翼设计被应用于历史上第一代商业喷气式飞机。这些开创性的商用喷气式飞机采纳了P-16 的设计特点，当时被认为过于冒险。说实话，这架飞机只是早出生了10 至15 年。更为可悲的是，没有设计图纸保存到现在，只有一架实际的P-16 飞机，在苏黎世附近的杜本多夫航空博物馆。

2011 年，苏黎世联邦理工学院机械工程学生，Marc Immer，希望进行这个历史悠久的瑞士歼击轰炸机的数字化，并将其等比例模型在风洞中测试，分析其空气动力特性。在评估市场上的扫描解决方案后，他得出的结论是采用Leica T-Scan 系统来迎接这一挑战。乐于参与科学项目涉及这样一段光辉的瑞士历史，Leica 工业测量系统公司无偿的提供了相关设备和支持工作。

其他的扫描解决方案，或是缺乏必要的准确性，或者是测量范围不足于测量P-16 战斗机。长度方向超过14 米，翼展11 米，高度4 米，飞机上有一个大的表面积，单个机翼近30 平方米。

扫描设备需要能够有效地应付如此庞大的表面，并达到预期的精度。用于P-16 扫描项目的是一个全新的Leica AT901-LR 绝对激光跟踪仪，配备Leica T-Scan 手持式激光扫描系统。激光跟踪仪是一种便携式坐标测量机，依靠激光束在一个大的球形区域内准确地测量和检查。激光跟踪仪在P-16 项目中以3 种不同的方式收集信息：棱镜，无线跟踪，无臂的接触式测头或跟踪手持式扫描仪。

配置Leica T-Scan 的绝对激光跟踪仪，采用数字照相机系统(LeicaT-Cam)，利用近红外线的可见光工作，它有一个光学变焦系统和一个电机带动镜头做竖直方向圆周运动。

Leica T-Cam 安装在激光跟踪仪的顶部，Leica T-Cam 时刻跟踪T-Scan，并捕捉Leica T-Scan 上红外二极管的图像。相机的增量式角度编码器，基于跟踪仪来控制角度以提供Leica T-Cam 竖直方向的圆周运动。Leica T-Cam 内部的数字信号处理器(DSP)，完成所有的计算和图像处理任务。

反射球集中在目标设备中，加上植入目标设备表面上的一组10 个红外发光二极管，该目标设备就构成了目标测量系统，六个测量参数描述了目标设备与激光跟踪仪的关系。这六个参数是三个位置参数(X，Y，Z) 和三个方向参数( 俯仰，摇摆和自转)。他们一起组成6 个自由度(6DOF)。这些参数确定由激光跟踪( 位置) 和Leica T-Cam( 方向) 来测定。

Leica T-Scan 发出有规律的已知波长的红外线，CMOS 照相机则利用一个百叶窗，以与目标设备相同的频率捕捉图像。这样一来，无论是在阳光直射下或在急剧变化的工业光照环境条件下测量，Leica T-Cam是不受不同环境的光照影响。

在两个工作日内，共收集了40 万点针对P-16 的扫描数据。要创建一个CAD 模型，Leica T-Scan 获得的数据被导入PolyWorks，Leica T-Scan 点云处理的标准软件。通过这种方式，创建P-16 飞机的多边形模型。凭借先进的算法，PolyWorks 拟合所有的数据点，创建一个准确的网状模型。然后，该模型使用PolyWorks 编辑工具进行清理和编辑，产生这个历史性飞机准确的数字模型。经过Duwe-3D AG 的

应用专家进行数据处理和优化。Duwe-3D AG 在德国Lindau，是InnovMetric 软件公司的欧洲合作伙伴。

Marc Immer：“我希望重新计算飞机的性能参数。采用这种方式计算飞机的飞行性能，如上升和下降速率，失速速度以及飞机降低和收回襟翼气动性能。能够弥补因为突然项目终止而完全没有飞行试验有关的文件的空缺。参与的P-16 项目取得了这一研究项目非常值得的，使用市场上最先进的工业计量设备提供宝贵的真实世界的经验。”

Leica T-Scan

2005 年 Leica T-Scan 被 Leica 工业测量系统推向市场时，是世界上第一台手持式的激光扫描仪，其测量范围达 30m。Leica T-Scan 扫描时不需要对表面进行处理，而且外界的光照条件对其没有任何影响。

随着技术的进步与提升：Leica T-Scan 比以前更小更轻，成为世界上唯一真正技术成熟的、大尺寸便携式扫描解决方案，其数据的后期处理也非常快。

外界光线的变化对 Leica T-Scan 没有任何影响。LeicaT-Scan 射出的是点激光，这样激光束就像是“飞动的点”。由于其激光束是由单独的点组成的，它们的亮度可以根据反射表面不同的反射性质进行调整，从亮的到暗的表面可一次性扫描完成。较低亮度的激光束用在较亮的表面上，较高亮度的激光束应用在较暗的表面上。这些调整都是自动的，为使用者提供了显而易见的便利。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。