中文摘要：

本项目研究一种通过测量浮力实现三维实体测量及重构的新方法。研究内容包括一种新的三维实体数字化模型、该三维模型重构三维实体的方法和软件、由浮力数据生成三维模型的方法和软件、精密测量实体浮力的方法和实验原型、重构实体的图形处理方法。本项目旨在系统地研究新方法所产生的各种问题，分析并掌握这种能测量和重构包含内部轮廓三维实体的新方法，新方法不破坏被测实体、可测所有均匀材料、测量方便、成本低、精度有望达到国际同类先进水平。通过检索，国内外尚无与本项目研究相近的研究成果，项目具有源头创新的特色，项目将对本研究领域的技术进步产生积极的影响。项目的研究成果将为新方法的分析、设计、实现奠定理论和技术基础，研究成果进一步转化具有广阔的应用前景，对社会经济发展将起到积极的推动作用。

结论摘要：

本项目总结分析当前非接触三维实体测量及重构技术，研究一种通过测量浮力实现三维实体测量及重构的新方法。新方法的原理是将三维实体视为小立方体的集合，利用测量浮力确定三维实体中小立方体组成的各断层的重量和重心，用重量和重心与小立方体的关系构建求解方程，求解小立方体是实体还是空，用三维软件重构三维实体并进行光顺处理。本研究设计制作一种精密测量被测实体各断层浮力的新装置，装置由PMAC一维精密定位控制系统实现断层的逐层运动和测量，测力采用精度为0.1毫克的分析天平。装置采用杠杆机构先平衡被侧物体的自身重量，称重天平只是测量浮力变化部分，当超过量程时配重一侧的液体自动平衡这部分重量后，继续对新断层的浮力进行测量，解决了用高精度小量程天平测量大范围浮力变化的关键技术问题，实测浮力的综合误差在3毫克以下。本研究将测量的数据和运动参数传输到计算机，计算机自动构建方程并用优化方法求解，计算结果表明小单元是否存在实体的计算误差小于0.03%，再通过逻辑处理，可使重构精度达到预期目标。通过精密测量装置对样件的测试和误差分析，证明采用本方法，测量确定的三维物体轮廓其精度可达到预期的精度要求，即1毫米以内。