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創新加速器！高精度工業3D視覺掃描解鎖汽車開發新方式
應用案例
2024.11.27
汽車行業作為我國的重要支柱產業，數字化轉型已成為不可阻擋的時代潮流。機器視覺、模擬仿真和人工智能等先進技術在汽車制造領域的深入融合與廣泛應用，正推動著這一行業發生前所未有的變革與升級。
高精度三維掃描是一種前沿的尺寸測量和數字建模技術，憑借其高精度、高效率、非接觸測量及適用性廣泛等綜合優勢，已成為汽車工業中不可或缺的三維測量工具。從開發階段的設計與驗證，到生產過程中的尺寸質量控制，再到后市場中的改裝和修復，高精度三維視覺掃描技術正在深度應用于汽車產業鏈的各個環節。
本期，我們將聚焦汽車研發設計階段，揭秘高精度工業三維掃描技術如何推動汽車行業邁向更高的創新水平，實現精度與效率的雙重提升。
利用三維掃描儀測量競品車輛，可以輕松獲取詳細的外部尺寸信息、內部空間布局情況以及零部件的三維數據。
通過對比分析，團隊能夠更準確地識別設計趨勢和潛在創新點，進一步確定新項目的核心賣點和差異化優勢。
油泥模型設計優化
通常，設計團隊在創建2D設計后，會構建3D數字模型，然后在粘土中進行銑削以評估和驗證設計方案。
油泥模型不僅提供直觀的視覺和觸覺體驗，還能對車身線條、曲面和比例進行精細調整。
調整全尺寸油泥模型示意
整車三維數據示意
三維掃描儀提供了破題思路。在初步形成物理模型后，利用三維掃描儀可以精確獲取油泥模型表面的三維數據，避免了手動記錄帶來的誤差。
對于需要微調的部分，設計師可以直接通過軟件查看并優化掃描獲得的三維模型，實現對復雜曲面更加精細的控制。在保證設計高質量呈現的同時，加快了設計迭代的速度。
風洞測試
風洞測試是汽車開發的關鍵環節，貫穿油泥模型、試制樣車和量產車等各個階段，用于評估和優化空氣動力學性能，確保車輛在各種速度和路況下的穩定性和能耗經濟性。
俗話說“風洞一響，黃金萬兩”，面對高昂的人力和資金成本，工程師通常先進行計算機虛擬仿真測試，再進入實際風洞驗證。
通過這兩種測試的不斷交替進行，既保證了測試結果的準確性，又有效降低了整體成本，三維掃描儀在這一過程中發揮了重要作用。
基于三維掃描輔助構建的高精度三維模型，工程師可以使用專業軟件自動獲取車輛的迎風面積（即正面投影面積），從而準確計算風阻系數，減少因幾何測量誤差導致的測試偏差。
此外，掃描數據還支持詳細的模擬分析和可視化展示，結合CFD（計算流體動力學）仿真結果，使工程師能夠更直觀地理解氣流行為和風阻分布。
風阻矢量圖和流線圖示意
針對不同的設計方案，每次調整車身表面狀態后，都可以重新進行三維掃描，并記錄該方案的風洞測試結果。
高精度三維掃描技術的應用顯著提升了風洞測試的精度、效率和可靠性，幫助工程師更有效地實現最小化風阻的目標。
車輛碰撞試驗
車輛碰撞試驗是綜合評價汽車安全性最基本和最有效的方法。通過重現事故，可以詳細分析碰撞前后人員和車輛的運動狀態及損傷情況，為改進車輛結構安全性提供重要依據。
然而，碰撞后的車身變形輪廓通常非常復雜，傳統測量工具難以全面覆蓋這些不規則曲面。
碰撞測試示意
三維掃描儀則能提供全尺寸的三維測量方案，精準獲取碰撞后車身各部分的具體變形情況，從而為碰撞對比分析提供完整有效的數據。
電池包剮蹭后的型變量檢測
從市場研究和概念設計到工程設計和樣車試驗，三維掃描儀提供了高精度、高效率和高靈活性的全尺寸三維測量方案。這使設計師和工程師能夠更精準地捕捉和分析數據，從而做出更加準確的決策，加速設計創意落地。
隨著高精度三維視覺掃描技術的不斷進步和完善，先臨三維將在汽車行業的更多領域展現出巨大的潛力，為整個汽車產業集群注入新的數字動力。
