德國(guó)航空航天中心（DLR）的高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所正在為其未來(lái)的衛(wèi)星任務(wù)研究雷達(dá)系統(tǒng)及相關(guān)參數(shù)。為此，他們事先用具有高度靈活性的機(jī)載系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試膏姨。在初步測(cè)試中，雷達(dá)系統(tǒng)將安裝在兩架多尼爾 Do 228 渦輪螺旋槳飛機(jī)上棺衬。為此所需的天線將由該研究所負(fù)責(zé)開發(fā)橙喘、測(cè)試，并集成到飛機(jī)系統(tǒng)中胶逢。為了集成厅瞎，需要特殊的支撐結(jié)構(gòu)將天線安裝在飛機(jī)機(jī)身上。為此初坠，需要各個(gè)飛機(jī)區(qū)域的精確輪廓數(shù)據(jù)（CAD 模型）來(lái)建造這些支撐結(jié)構(gòu)和簸，也就是所謂的支架。

在 L 波段頻率范圍內(nèi)用兩顆雷達(dá)衛(wèi)星觀測(cè)地球的新項(xiàng)目中碟刺，為了做好準(zhǔn)備锁保，一個(gè)類似的系統(tǒng)將安裝在兩架飛機(jī)上。通過用兩個(gè)同時(shí)接收信號(hào)的載體平臺(tái)觀察地球表面半沽，有機(jī)會(huì)開發(fā)出大量的新產(chǎn)品爽柒。這里的產(chǎn)品指的是用來(lái)對(duì)所記錄的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以獲取特定參數(shù)、模型者填、地圖等信息的產(chǎn)品浩村。除了經(jīng)典的三維地形模型外做葵，這些信息還包括植被信息（如樹木覆蓋率或森林砍伐情況）、冰川狀況（如流速和體積的暫時(shí)變化）心墅、火山翠墩、地震或采礦造成的地面隆起和沉降等等。

雷達(dá)遙感主要是基于 SAR 原理（合成孔徑雷達(dá)）辖京。它通過雷達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)帝匙，在運(yùn)動(dòng)方向上實(shí)現(xiàn)了非常高的空間分辨率。該原理與距離無(wú)關(guān)苫七，因此可以從太空中以非常高的精度拍攝地球表面的高分辨率圖像惹捡。作為 TanDEM-X 任務(wù)的一部分，DLR 為此目的使用德國(guó) TerraSAR-X 和 TanDEM-X 雷達(dá)衛(wèi)星尼送。這項(xiàng)研究中的研究人員正在考慮向現(xiàn)有的兩顆 X 波段衛(wèi)星添加其他系統(tǒng)男赴。然而，在較低的頻率下鸭荡，如 L 波段垄减，衛(wèi)星之間的距離變得更大，這給數(shù)據(jù)處理和用算法和模型從原始雷達(dá)數(shù)據(jù)中提取參數(shù)帶來(lái)了額外的挑戰(zhàn)稻猜。在發(fā)射任何可能的衛(wèi)星之前牙枕，DLR 的兩架多尼爾研究飛機(jī)上的新系統(tǒng)就已經(jīng)長(zhǎng)期用于提供這種雷達(dá)數(shù)據(jù)了。這些都是德國(guó)航空航天中心的高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所的關(guān)鍵領(lǐng)域坦康。

01

任務(wù)：創(chuàng)建各個(gè)飛機(jī)區(qū)域的三維掃描數(shù)據(jù)和 CAD 模型

為了能夠?yàn)轱w機(jī)上和飛機(jī)內(nèi)的天線支架設(shè)計(jì)安裝空間竣付，需要高度精確的幾何數(shù)據(jù)。在本案例中滞欠，這些支撐結(jié)構(gòu)安裝在飛機(jī)內(nèi)部的座椅導(dǎo)軌上古胆，并通過飛機(jī)機(jī)身下方地板上的一個(gè)軸伸出來(lái)。天線安裝在一個(gè)空氣動(dòng)力整流罩中筛璧。它在安裝后可以在一定范圍內(nèi)圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)逸绎。

在這個(gè)項(xiàng)目中，軸和它周圍的區(qū)域夭谤，也就是機(jī)艙內(nèi)的地板和機(jī)身下面的區(qū)域是研究人員特別感興趣的區(qū)域棺牧。為了完成這個(gè)項(xiàng)目，需要對(duì)兩架飛機(jī)的這些區(qū)域進(jìn)行精確的 CAD 建模朗儒，以制造這些支撐結(jié)構(gòu)或支架颊乘。為此，首先必須進(jìn)行三維掃描醉锄，隨后可以利用這些掃描數(shù)據(jù)生成 CAD 模型疲牵。這些掃描旨在為兩架 Do 228（DLR 擁有的研究飛機(jī)）制造天線支架，以便稍后能夠在編隊(duì)飛行中在低頻范圍（L 波段）內(nèi)進(jìn)行 SAR 拍攝榆鼠。為此岭复，天線被安裝在飛機(jī)機(jī)身下方，與地面成一定角度规倚，可以橫向輻射和接收信號(hào)河美。

02

使用的計(jì)量設(shè)備和掃描系統(tǒng)

DLR 聯(lián)系了 Creaform 形創(chuàng)的計(jì)量和工程服務(wù)部門，以咨詢表面和空間掃描的問題评贫。

根據(jù)他們所需的精度殊划、所需的細(xì)節(jié)詳細(xì)程度和區(qū)域的可達(dá)性情況，Creaform 形創(chuàng)的便攜枕调、高速和高精度掃描系統(tǒng)非常適合這個(gè)項(xiàng)目登徐。他們使用了計(jì)量級(jí)便攜式光學(xué)三坐標(biāo)掃描儀 MetraSCAN 3D 和計(jì)量級(jí)便攜式三維掃描儀 HandySCAN 3D以及光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng) MaxSHOT 3D。DLR 研究飛行部的研究人員分別在 Oberpfafenhofen 和 Braunschweig 基地對(duì)兩架飛機(jī)進(jìn)行了掃描堪锌。

飛機(jī)的整個(gè)位置模型（內(nèi)部和外部）是用 MaxSHOT 3D 掃描完成的哟笨。該攝影測(cè)量系統(tǒng)提高了整體測(cè)量精度，并允許將外部的尺寸與內(nèi)部的尺寸合并在一起肺疾。MetraSCAN 3D 光學(xué)三坐標(biāo)掃描儀用于采集飛機(jī)的相關(guān)外部區(qū)域母逸，如機(jī)身，而 HandySCAN 3D 便攜式三維掃描儀則用于采集飛機(jī)內(nèi)部的細(xì)節(jié)和難以觸及的區(qū)域届慈，如地板艙口徒溪。

掃描后的處理是用掃描到 CAD 軟件模塊 VXmodel完成的：首先，對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行清理金顿、對(duì)齊臊泌，并去除不需要的表面。隨后揍拆，對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理渠概，以便在 CATIA 中進(jìn)行逆向工程。對(duì)于每架飛機(jī)來(lái)說礁凡，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量大約花了 4-5 個(gè)小時(shí)（包括設(shè)置和拆卸）高氮，后期處理大約花了 2-3 個(gè)小時(shí)，而逆向工程則幾乎花費(fèi)兩個(gè)星期顷牌。

下圖：飛機(jī)地板艙口的掃描數(shù)據(jù)和稍后創(chuàng)建的 CAD 模型

下圖是其中一個(gè)天線支架的結(jié)構(gòu)示意圖剪芍，它已經(jīng)集成到飛機(jī)機(jī)艙的三維掃描數(shù)據(jù)模型中。使用這些數(shù)據(jù)時(shí)窟蓝，可以使用各個(gè)鉚釘?shù)奈恢米锕?nèi)部的座椅導(dǎo)軌或飛機(jī)機(jī)身上金屬板的接頭作為參照位置。

03

結(jié)論和投資回報(bào)率

德國(guó)航天中心高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所的工學(xué)碩士 Markus Limbach 非常滿意：“我們的硬件迄咸，再加上 Creaform 形創(chuàng)過硬的數(shù)據(jù)處理能力和專業(yè)知識(shí)茶踪，為我們成功完成任務(wù)提供了理想的條件。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，并非所有的供應(yīng)商都能提供這么高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)教叽∏秸埽”

“我們通過 Creaform 形創(chuàng)的計(jì)量團(tuán)隊(duì)獲得了非常好的投資回報(bào)率，我們預(yù)計(jì)在勞動(dòng)時(shí)間方面我們將節(jié)省約 6-8 周嘶忘。這簡(jiǎn)直令人難以置信氏石。”

關(guān)于德國(guó)航空航天中心(DLR) - 高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所

德國(guó)航空航天中心（DLR）是德意志聯(lián)邦共和國(guó)的航空航天研究中心躁银。它從事航空愿航、航天、能源和運(yùn)輸以及安全和數(shù)字化方面的研究和開發(fā)蔑辽。DLR 的總部設(shè)在科隆身音，在德國(guó)總共有 30 個(gè)辦事處。  它利用其專業(yè)知識(shí)為全球挑戰(zhàn)開發(fā)解決方案和技術(shù)触尚，以建設(shè)一個(gè)可持續(xù)的未來(lái)叔收。DLR 通過這種方式為加強(qiáng)德國(guó)作為知識(shí)和商業(yè)中心的地位做出了貢獻(xiàn)。

在 Oberpfaffenhofen 工廠筐带，高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所為地面今穿、空中和衛(wèi)星雷達(dá)遙感開發(fā)創(chuàng)新的傳感器、算法和應(yīng)用伦籍。在德國(guó) TanDEM-X 雷達(dá)衛(wèi)星任務(wù)和未來(lái)的任務(wù)中蓝晒，它用飛機(jī)做實(shí)驗(yàn)，開發(fā)系統(tǒng)功能帖鸦。期間芝薇，DLR 高頻技術(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)研究所還開發(fā)并成功運(yùn)行了 F-SAR 和 DBF-SAR 機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)。它擁有 30 多年的經(jīng)驗(yàn)作儿，是世界上傳感器技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先研究所之一洛二，特別是在數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品生成的算法方面。

長(zhǎng)按如下二維碼聯(lián)系技術(shù)專家

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“創(chuàng)新攻锰，永無(wú)止境”這一箴言代表著 Creaform 形創(chuàng)的核心價(jià)值觀晾嘶，Creaform 形創(chuàng)公司自 2002 年創(chuàng)立之初，到今年 2022 年成立 20 周年之際娶吞，一直秉承創(chuàng)新的理念垒迂。時(shí)至今日，Creaform 形創(chuàng)仍堅(jiān)持致力于開發(fā)肖糖、生產(chǎn)制造和銷售具有前沿技術(shù)的便攜式和自動(dòng)化三維測(cè)量技術(shù)產(chǎn)品笨拯，為 3D 掃描、逆向工程睹蜈、質(zhì)量控制讶粹、無(wú)損檢測(cè)着雪、產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)值模擬（FEA/CFD）等應(yīng)用提供創(chuàng)新解決方案。其產(chǎn)品和工程服務(wù)賦能各行各業(yè)拓展應(yīng)用邊界贩仇，其中包括汽車瞎励、航空航天、消費(fèi)品鬼涂、重工業(yè)松苹、制造業(yè)、石油和天然氣羔仅、發(fā)電、研究和教育等領(lǐng)域岗努。

Creaform 形創(chuàng)公司的總部和制造運(yùn)營(yíng)地位于魁北克省的萊維斯沉桌，在全球擁有 14 所當(dāng)?shù)剞k公室和一個(gè)由 125 家代理商組成的經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)遍及超過 85 個(gè)國(guó)家算吩。Creaform 形創(chuàng)是 AMETEK 阿美特克集團(tuán)公司的一個(gè)業(yè)務(wù)部門留凭，AMETEK Inc. 是一家擁有全球前沿技術(shù)的電子儀器和機(jī)電設(shè)備制造商，2021 年的銷售額達(dá) 55 億美元偎巢。

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