与用于确定形成在工件中的孔的位置和向量的系统和方法一起使用的基于表面的孔靶件与流程

本公开大体涉及工件部件的三维(3d)建模，并且更特别地，涉及用于插入到形成在工件中的孔中的基于表面的靶件，从而使得能够在工件的扫描数据内高精度地确定孔的位置和孔的向量。

背景技术：

在制造包括部件或工件的组件的物品期间，经常生成每个部件的三维(3d)模型，并且然后使用3d模型虚拟地组装部件，以在实际构建物品之前评估所制造的物品。

可使用结构光扫描仪扫描部件，以生成部件的3d模型。当部件包括孔(例如，诸如用于附接配件的钻孔)时，在扫描过程中靶件通常附接或联接到孔，以使得能够识别扫描数据内的孔的方位或位置，以及确定孔向量。孔的位置可为必要的，以使得能够虚拟组装单独扫描的部件，使得部件由用于联接的孔对齐。

由于靶件通常仅使用一个到两个扫描点来生成向量的事实，所以用于确定孔位置和孔向量的现有摄影测量学靶件能够在孔位置中产生一些不确定性。例如，在单点靶件的情况下，由于仅一个扫描数据点，所以如果孔不正交于局部表面，则所扫描的单点靶件的方位的投影能够出现误差。在两点靶件的情况下，使用两个扫描点以生成直线来限定用于向量孔位置的靶件的中心线是可能的，但是这能够导致孔的预测表面位置和方向的误差达到点中的一个点变得被遮挡或有阴影的程度。此外，在单点或两点靶件的情况下，靶件应相对于扫描仪适当取向，否则扫描仪会在向量计算中引入一些不精确度。

可在不使用靶件的情况下使用结构光扫描仪扫描部件，以尝试找到孔的位置，但是由于孔具有未知方向和/或取向，所以确定孔位置和孔向量将是困难的，且缺乏高精度。会影响难度的其他因素包括：当部件是金属时，结构光扫描仪可能不能检测在加工孔之后通常保留的反射表面，并且对于较小尺寸的孔，可能难以捕获足够的内表面数据来计算精确的孔位置和孔向量。

需要的是与表面扫描仪(诸如结构光扫描仪)一起使用的扫描靶件，其使得能够高精度地确定部件内的孔的位置和向量。

技术实现要素：

在一个示例中，描述了用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的系统。该系统包括靶件，靶件用于联接到形成在工件中的孔，并且靶件包括从轴延伸的圆柱体主体。轴联接到孔，并且圆柱体主体从孔延伸，使得孔的中心线与圆柱体主体的纵向轴线共线。该系统还包括扫描仪，扫描仪用于将光图案投影到靶件和周围工件上，并且用于生成表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点。该系统还包括处理器，处理器用于接收由扫描仪生成的表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点并且生成工件的至少一部分的三维(3d)模型。处理器基于表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点针对3d模型确定形成在工件中的孔的位置和孔的向量。

在另一个示例中，描述了靶件，该靶件用于联接到形成在工件中的孔并且用于与扫描仪一起使用以确定扫描数据中的孔的位置和向量。靶件包括轴，该轴用于联接到孔且具有沿着轴纵向延伸的中心线，并且轴联接到孔使得孔的中心线与轴的中心线共线。靶件还包括圆柱体主体，圆柱体主体从轴延伸，使得圆柱体主体的中心线与轴的中心线对准，并且圆柱体主体包括在其间具有体积的两个平行圆形面。圆柱体主体包括空腔，并且圆柱体主体的中心线在两个平行圆形面之间沿圆柱体主体纵向延伸。孔的位置和向量基于圆柱体主体的中心线与轴的中心线的交点。靶件还包括第一环结构和第二环结构，该第一环结构联接到圆柱体主体的端部并且包括在连接到圆柱体主体的一部分上的底切，该第二环结构被定位在圆柱体主体和轴之间并且包括在连接到圆柱体主体的一部分上的底切。

在另一个示例中，描述了用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的方法。该方法包括致使扫描仪扫描插入到形成在工件中的孔中的靶件，并且靶件包括联接到工件中的孔的轴，并且靶件包括从轴延伸的圆柱体主体。轴联接到孔，并且圆柱体主体从孔延伸，使得孔的中心线与圆柱体主体的纵向轴线共线。该方法还包括从扫描仪接收扫描数据，该数据包括表示靶件的圆柱体主体的表面区域的多个数据点以及表示周围工件的数据点；以及由处理器基于将表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点拟合为圆柱形状，内插圆柱体主体的纵向轴线。圆柱体主体的纵向轴线沿着靶件纵向延伸。该方法还包括由处理器基于圆柱体主体的纵向轴线与工件的表面的平面的交点，确定形成在工件中的孔的位置和孔的向量，以及由处理器使用形成在工件中的孔的位置和孔的向量，生成工件的至少一部分的三维(3d)模型。

已经讨论的特征、功能和优点可在各种实施例中独立实现，或可结合在其它实施例中，可参考以下描述和附图看到其另外的细节。

附图说明

在所附权利要求中阐述被认为例示性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，本公开的例示性实施例以及优选使用模式、另外的目的和描述将通过参考本公开的例示性实施例的以下详细描述得到最好地理解，在附图中：

图1示出用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的示例系统。

图2示出根据示例实施例的靶件的侧视图。

图3示出根据示例实施例的靶件的线框侧视图。

图4示出根据示例实施例的从底部视角的靶件的等轴视图。

图5示出根据示例实施例的从顶部视角的靶件的等轴视图。

图6示出根据示例实施例的靶件的顶视图。

图7示出根据示例实施例的靶件的底视图。

图8示出根据示例实施例的靶件的附加示例的侧视图。

图9示出根据示例实施例的靶件的附加示例的线框侧视图。

图10示出根据示例实施例的从底部视角的靶件的附加示例的等轴视图。

图11示出根据示例实施例的从顶部视角的靶件的附加示例的等轴视图。

图12示出根据示例实施例的靶件的附加示例的顶视图。

图13示出根据示例实施例的靶件的附加示例的底视图。

图14示出根据示例实施例的靶件的另一个示例的侧视图。

图15示出根据示例实施例的靶件的另一个示例的线框侧视图。

图16示出根据示例实施例的从底部视角的靶件的另一个示例的等轴视图。

图17示出根据示例实施例的从顶部视角的靶件的另一个示例的等轴视图。

图18示出根据示例实施例的靶件的另一个示例的顶视图。

图19示出根据示例实施例的靶件的另一个示例的底视图。

图20示出根据示例实施例的由扫描仪生成的靶件的数据点的示例。

图21示出根据示例实施例的确定孔的位置的示例图。

图22示出根据示例实施例的在工件中形成的使得确定向量的孔的示例。

图23示出根据示例实施例的由(多个)处理器使用形成在工件中的孔的位置和孔的向量生成工件的至少一部分的3d模型的示例。

图24示出根据示例实施例的使用多个靶件的示例。

图25示出根据示例实施例的用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的示例方法的流程图。

图26示出根据示例实施例的用于与图25中所示的方法一起使用的示例方法的流程图。

图27示出根据示例实施例的用于与图25中所示的方法一起使用的另一个示例方法的流程图。

图28示出根据示例实施例的用于与图25中所示的方法一起使用的另一个示例方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述所公开的实施例，在附图中，示出一些但非全部所公开的实施例。实际上，可描述若干不同实施例，并且若干不同实施例不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，描述这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将充分地向本领域技术人员传达本公开的范围。

在下面所描述的示例中，靶件用作用于生成与形成在工件中的孔相关的方位信息的基准。扫描仪提供光图案，并且通过(多个)相机生成视野中的所有事物的表面扫描，并且由接收的数据生成3d表面。使用来自表面扫描的数据，能够识别靶件以生成特征方位。

描述使用靶件基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的方法和系统。示例系统包括靶件、扫描仪和处理器，该靶件用于联接到形成在工件中的孔，该扫描仪用于将光图案投影到靶件和周围工件上并且用于生成表示靶件的圆柱体主体的表面区域的多个数据点，该处理器用于接收由扫描仪生成的多个数据点并且生成工件的至少一部分的三维(3d)模型。处理器基于表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点为3d模型确定形成在工件中的孔的位置和向量。

现在参考图，图1示出用于基于工件104的扫描数据确定形成在工件104中的孔102的位置和向量的示例系统100。系统100包括靶件106、扫描仪108以及一个或多个处理器110，该靶件106用于联接到形成在工件104中的孔102，该扫描仪108用于将光图案投影到靶件106和周围工件104上，该处理器110用于从扫描仪108接收数据并且生成工件104的至少一部分的三维(3d)模型。

在示例内，靶件106被用于确定在工件104中钻出的孔102的方位和向量。孔102的方位和向量可用于确定工件104的3d模型，并且例如，3d模型能够用于虚拟地组装被单独地扫描的零件。

靶件106包括从轴114延伸的圆柱体主体112，并且轴114联接到孔102，其中圆柱体主体112从孔102延伸，使得孔102的中心线116与圆柱体主体112的纵向轴线118共线。靶件106被插入到工件104中，以相对于工件104的表面从孔102向外延伸。

靶件106的圆柱体主体112提供增加的表面区域/面积以确定与孔102的中心线116共线的纵向轴线118。由于标准靶件通常仅使用两个点来生成向量这一事实，一些标准向量靶件会在方位上产生不确定性。然而，使用圆柱体主体112的本文中所描述的示例靶件使得能够使用许多点来生成向量。

扫描仪108包括用于在靶件106上生成光图案的光源120以及用于捕获工件104和/或反射光的图像的一个或多个相机。在一个示例中，扫描仪108是每次扫描测量许多点的非接触式结构光扫描仪。示例扫描仪包括atos结构光扫描仪或其他表面扫描仪和3d扫描仪。

例如，光源120可包括单个发光二极管(led)或多个led。此外，扫描仪108能够包括许多相机121，诸如三个相机，以捕获工件104的多视图。扫描仪108生成表示圆柱体主体112的表面区域的多个数据点。多个数据点可包括在插入靶件106的情况下的工件104的3d点云。

(多个)处理器110接收由扫描仪108生成的表示圆柱体主体112的表面区域的多个数据点，并且生成工件104的至少一部分的3d模型。(多个)处理器110基于表示圆柱体主体112的表面区域的多个数据点，为3d模型确定形成在工件104中的孔102的位置和孔102的向量。

系统100被示出为包括具有(多个)处理器110的计算设备122，并且还包括均连接到通信总线132的通信接口124、数据存储器126、输出接口128和显示器130。计算设备122还可包括能够在计算设备122内以及在计算设备122和其他设备(未示出)之间实现通信的硬件。例如，硬件可包括发射器、接收器和天线。

在一些示例中，计算设备122和扫描仪108可组合为单个设备。

通信接口124可为无线接口和/或一个或多个有线接口，其允许到一个或多个网络或到一个或多个远程设备的短程通信和长程通信。此类无线接口可在一种或多种无线通信协议(诸如蓝牙、wifi(例如，电气和电子工程师协会(ieee)802.11协议)、长期演进(lte)、蜂窝通信、近场通信(nfc)和/或其他无线通信协议)下提供通信。此类有线接口可包括以太网接口、通用串行总线(usb)接口或经由电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或到有线网络的其他物理连接通信的类似接口。因此，通信接口124可被配置为从诸如扫描仪108的一个或多个设备接收输入数据，并且还可被配置为将输出数据发送到其他设备。

数据存储器126可包括以下项或采取以下项的形式：能够由(多个)处理器110读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质。计算机可读存储介质能够包括能够与(多个)处理器110整体集成或部分集成的易失性存储部件和/或非易失性存储部件，诸如光学、磁性、有机或其他存储器或盘存储器。数据存储器126被认为是非暂时计算机可读介质。在一些实施例中，能够使用单个物理设备(例如，一个光学、磁性、有机或其他存储器或盘存储单元)实施数据存储器126，而在另一些实施例中，可使用两个或多个物理设备实施数据存储器126。

因此，数据存储器126为非暂时计算机可读存储介质，并且可执行指令134被存储在其上。指令134包括计算机可执行代码。当由(多个)处理器110执行指令134时，致使(多个)处理器110实行功能。此类功能包括致使扫描仪108扫描被插入到形成在工件104中的孔102中的靶件106，从扫描仪108接收扫描数据，基于将扫描数据拟合为圆柱形状内插圆柱体主体112的纵向轴线118，基于圆柱体主体112的纵向轴线118与工件104的表面的平面的交点确定形成在工件104中的孔102的位置和孔102的向量，以及使用形成在工件104中的孔102的位置和孔102的向量生成工件104的至少一部分的3d模型。下面更充分地描述此类功能的附加细节。

(多个)处理器110可为通用处理器或专用处理器(例如，数字信号处理器、专用集成电路等)。(多个)处理器110可从扫描仪108接收输入，并且处理输入以生成存储在数据存储器126中且输出到显示器130的输出。例如，从扫描仪108接收的数据点136和由(多个)处理器110生成的3d模型138可以被存储在数据存储器126中。(多个)处理器110能够被配置为执行可执行指令134(例如，计算机可读程序指令)，该可执行指令134被存储在数据存储器126中并且可被执行用于提供本文中所描述的系统100的功能。

输出接口128也向显示器130或向其他部件输出信息。因此，输出接口128可类似于通信接口124，并且也能够是无线接口(例如，发射器)或有线接口。

图2至图7示出根据示例实施例的靶件106的示例视图。图2示出靶件106的侧视图，图3示出靶件106的线框侧视图，图4示出从底部视角的靶件106的等轴视图，图5示出从顶部视角的靶件106的等轴视图，图6示出靶件106的顶视图，并且图7示出靶件106的底视图。

图2示出轴114，轴114具有沿轴114纵向延伸的中心线140，并且该轴联接到孔102，使得孔102的中心线116与轴114的中心线140共线。圆柱体主体112从轴114延伸，使得圆柱体主体112的中心线118与轴114的中心线140对准，并且圆柱体主体112的中心线118在两个平行的圆形面142和144之间沿圆柱体主体112纵向延伸。因此，圆柱体主体112为完整的圆柱体主体，其包括在其间具有体积146的两个平行圆形面142和144。

靶件106还包括第一环结构148和第二环结构152，该第一环结构148联接到圆柱体主体112的端部并且包括在连接到圆柱体主体112的一部分上的底切150，该第二环结构152被定位在圆柱体主体112和轴114之间并且包括在连接到圆柱体主体112的一部分上的底切154。第一环结构148和第二环结构152保护靶件106的表面，并且能够根据靶件106的应用或使用而具有外张边缘或凸起特征或者更宽或更短。

图3示出靶件106包括在圆柱体主体112内的空腔156。空腔156是被示为完全延伸穿过靶件106的中心的开口。然而，在另一些示例中，空腔156可以不完全延伸穿过靶件106，例如，诸如图15中所示。

图4示出靶件106的端部包括到空腔156的开口158。图5示出在空腔156完全延伸穿过靶件106的示例中轴114还可包括开口160。

图6示出靶件106的顶视图，该顶视图示出轴114中的开口160。在空腔156没有完全延伸穿过靶件106的示例中，轴114可以不包括开口160，诸如例如图18中所示。图7示出靶件106的底视图，该底视图示出在圆柱体主体112的端部中的开口158。

图8至图13示出根据示例实施例的具有不同尺寸的靶件106的另一个示例的附加视图。图8示出靶件106的侧视图，图9示出靶件106的线框侧视图，图10示出从底部视角的靶件106的等轴视图，图11示出从顶部视角的靶件106的等轴视图，图12示出靶件106的顶视图，并且图13示出靶件106的底视图。

图14至图19示出根据示例实施例的靶件106的另一个示例的附加视图。图14示出靶件106的侧视图，图15示出靶件106的线框侧视图，图16示出从底部视角的靶件106的等轴视图，图17示出从顶部视角的靶件106的等轴视图，图18示出靶件106的顶视图，并且图19示出靶件106的底视图。

可根据应用的需要设计靶件106的尺寸，并且然后轴114被定尺寸为容纳到孔102中。作为一些示例，根据应用或使用，靶件106的长度可为约一英寸，或在约0.5英寸至约5英寸的范围内。然而，根据期望的使用，靶件106的尺寸能够被制成更小或更大，并且这些范围仅作为示例给出。如图所示，轴114具有比圆柱体主体112的圆周小的圆周。在一些示例中，对于较大的孔，轴114能够被配置为具有比圆柱体主体112的圆周大的圆周。

靶件106能够被配置或制造成包括其内插入靶件106的工件104的材料，以实现高质量的扫描。在一些示例中，靶件106的圆柱体主体112的外表面包括非反射涂层，使得来自扫描仪的光不被反射回。能够用于靶件106的示例材料包括钢、磷酸锌、钛和铝。靶件106的所有部件能够由相同的材料组成。

在操作中，靶件106用作用于生成与孔102有关的方位信息的基准。扫描仪108提供光图案，并且从(多个)相机121生成在视野内的所有事物的表面扫描，并且从接收的数据构建3d表面。使用来自表面扫描的数据，能够识别靶件106以生成特征方位。

在操作中，扫描仪108在靶件106和工件104的表面上提供光图案，并且生成表示部件的数据点(例如，点云)。即使靶件106被部分阻挡(例如，与使用平坦的圆形靶件相比)，具有圆柱形状的靶件106也提供增加的扫描区域，以允许扫描仪108建立中心线。另外，具有圆柱形状的靶件106可用于任何旋转取向。

图20示出根据示例实施例的由扫描仪108生成的靶件106的数据点的示例。靶件106的增加的扫描区域使得能够生成增加的数据点以内插孔116的中心线。作为图20中所示的示例，“+”指示圆柱体主体112的表面上的各个点，在圆柱体主体112的该表面处生成数据点。在一些示例中，能够生成许多数据点，诸如在几百或更多(例如，600个数据点)的范围内。通过使用较大数量的数据点，减少在确定孔102的向量时的不确定性。

圆柱体主体112提供表面以生成数据点，并且(多个)处理器110基于将多个数据点拟合成圆柱形状，内插圆柱体主体112的纵向轴线118。圆柱体主体112的纵向轴线118沿着靶件102纵向延伸。能够使用几何形状拟合将所接收的数据点拟合成已知的圆柱形状模型。

图21示出根据示例实施例的用于确定孔102的位置的示例图。一旦确定靶件106的模型，则(多个)处理器110就通过确定圆柱体主体112的纵向轴线118和工件104的表面的平面162的交点，确定孔102的位置。

在一些示例中，(多个)处理器110基于圆柱体主体112的中心线或纵向线118与轴114的中心线140的交点，确定孔102的位置和向量。在另一些示例中，(多个)处理器110通过基于多个数据点确定圆柱体主体112的纵向轴线118，确定孔102的向量，并且孔102的向量与纵向轴线118匹配。图22示出根据示例实施例的在工件104中形成孔102使得确定向量164的示例。向量164不与工件104的表面的平面162正交，平面162可为向量的假设的取向。因此，使用靶件106使得能够以精确的方式确定向量164。

图23示出根据示例实施例的由(多个)处理器110使用形成在工件104中的孔102的位置和孔的向量生成工件104的至少一部分的3d模型的示例。还示出插入孔中的靶件106的模型。

在一些示例内，使用多个靶件以找准孔102的方位能够使有用的。图24示出根据示例实施例的使用多个靶件的示例。在图24中，将单点靶件166插入到靶件106的圆柱体主体112的空腔156中，并且(多个)处理器110接收表示单点靶件166的数据，并且基于表示单点靶件166的数据确定靶件106的位置。单点靶件166能够用于基于从终端视点/端视点(endviewpoint)观察的单个数据点，过滤表面数据。较低精度的单点靶件166能够用于找到高精度圆柱形靶件106。

图25示出根据示例实施例的用于基于工件104的扫描数据确定形成在工件104中的孔102的位置和向量的示例方法200的流程图。图25中所示的方法200呈现可由例如图1中所示的系统100或系统100的部件使用或实行的方法的实施例。另外，设备或系统可用于或配置成实行图25中呈现的逻辑功能。在一些实例中，设备和/或系统的部件可被配置为实行功能，使得部件实际上被配置和构造(具有硬件和/或软件)以实现此类性能。在其他示例中，设备和/或系统的部件可被布置成诸如当以特定方式操作时适于、能够或适合于实行功能。方法200可包括如由框202-框210中的一个或多个所示出的一个或多个操作、功能或动作。再者，根据期望的实施方式，各个框可被组合成更少的框、被划分成附加框和/或被去除。

应当理解，对于本文中所公开的该过程和其他过程和方法，流程图示出本实施例的一个可能实施方式的功能和操作。如由本领域中的技术人员将理解的，供选择的实施方式包括在本公开的示例实施例的范围内，其中根据所涉及的功能，可不以所示或所讨论的顺序(包括基本上同时或以相反顺序)执行功能。

在框202，方法200包括致使扫描仪108扫描插入到形成在工件104中的孔102中的靶件106。如所描述的，靶件106包括联接到工件104中的孔102的轴114，并且靶件106包括从轴114延伸的圆柱体主体112。轴114联接到孔102，并且圆柱体主体112从孔102延伸，使得孔102的中心线116与圆柱体主体112的纵向轴线118共线。(多个)处理器110可将指令发送到扫描仪108以扫描靶件106和工件104。

在框204，方法200包括从扫描仪108接收扫描数据，扫描数据包括表示靶件106的圆柱体主体112的表面区域的多个数据点以及表示周围工件104的数据点。

在框206，方法200包括，由(多个)处理器110基于将表示圆柱体主体112的表面区域的多个数据点拟合为圆柱形状，内插圆柱体主体112的纵向轴线118，并且圆柱体主体112的纵向轴线118沿靶件106纵向延伸。

在框208，方法200包括由(多个)处理器110基于圆柱体主体112的纵向轴线118与工件104的表面的平面162的交点确定形成在工件104中的孔102的位置和孔102的向量。

在框210，方法200包括由(多个)处理器110使用形成在工件104中的孔102的位置和孔102的向量生成工件104的至少一部分的三维(3d)模型。可使用从扫描仪108接收的点云数据来生成3d模型。

图26示出根据示例实施例的用于与图25所示的方法200一起使用的示例方法的流程图。在框212，附加功能包括以任何旋转取向扫描靶件106和周围工件104，以生成表示圆柱体主体112的表面区域的多个数据点。在该示例中，由于靶件106具有圆柱形状和主体，所以可通过从任何侧面扫描来建立孔102的向量。

图27示出根据示例实施例的用于与图25中所示的方法200一起使用的另一个示例方法的流程图。在框216，附加功能包括基于工件104的3d模型和部件的3d模型，确定工件104与部件的虚拟组装，并且在框218，基于工件104的3d模型和部件的3d模型的对准与形成在工件104中的孔102的位置，确定在部件中创建的至少一个孔的位置。在该示例中，将在部件中创建的孔被确定为与形成在工件104中的孔102的位置对齐。

在该示例中，因为通常单独扫描部件，所以创建独立部件的3d模型。一旦对于一个部件已知或确定孔方位，就可确定在其他部件中放置孔的地点，以便将部件虚拟地组装在一起。可在实际构建过程之前虚拟组装部件，并且可对设计配置进行验证。

图28示出根据示例实施例的用于与图25中所示的方法200一起使用的另一个示例方法的流程图。在该示例中，将单点靶件166插入靶件106的圆柱体主体112的空腔156中，并且附加功能包括在框200接收表示单点靶件166的数据，以及在框222基于表示单点靶件166的数据确定靶件106的位置。

所描述的示例方法和系统可提高系统精度以及高精度系统的可用性，以便减少构建时间和提高生产效率。

另外，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的系统，该系统包括：

用于联接到形成在工件中的孔的靶件，靶件包括从轴延伸的圆柱体主体，其中轴联接到孔，并且圆柱体主体从孔延伸，使得孔的中心线与圆柱体主体的纵向轴线共线；

扫描仪，该扫描仪用于将光图案投影到靶件和周围工件上，并且用于生成表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点；以及

处理器，该处理器用于接收由扫描仪生成的表示圆柱体主体的表面区域的所述多个数据点，并且生成工件的至少一部分的三维(3d)模型，处理器基于表示圆柱体主体的表面区域的所述多个数据点，为3d模型确定形成在工件中的孔的位置和孔的向量。

条款2.根据条款1所述的系统，其中圆柱体主体包括空腔。

条款3.根据条款1所述的系统，其中圆柱体主体是包括在其间具有体积的两个平行圆形面的完整的圆柱体主体。

条款4.根据条款1所述的系统，其中轴被定尺寸为容纳到孔中。

条款5.根据条款1所述的系统，其中圆柱体主体的外表面包括非反射涂层。

条款6.根据条款1所述的系统，其中靶件包括其内插入靶件的工件的材料。

条款7.根据条款1所述的系统，其中靶件相对于工件的表面从孔向外延伸。

条款8.根据条款1所述的系统，其中靶件还包括联接到圆柱体主体的端部的第一环结构和在圆柱体主体和轴之间的第二环结构。

条款9.根据条款8所述的系统，其中第一环结构和第二环结构包括在连接到圆柱体主体的一部分上的底切。

条款10.根据条款1所述的系统，其中处理器通过确定圆柱体主体的纵向轴线与工件的表面的平面的交点，确定孔的位置。

条款11.根据条款1所述的系统，其中处理器通过基于多个数据点确定圆柱体主体的纵向轴线，确定孔的向量。

条款12.根据条款1所述的系统，其中处理器基于将多个数据点拟合成圆柱形状，内插圆柱体主体的纵向轴线，其中圆柱体主体的纵向轴线沿靶件纵向延伸。

条款13.根据条款1所述的系统，还包括：

单点靶件，单点靶件插入到靶件的圆柱体主体的空腔中，

其中处理器接收表示单点靶件的数据，并且基于表示单点靶件的数据确定靶件的位置。

条款14.一种用于联接到形成在工件中的孔且用于与扫描仪一起使用以确定扫描数据中的孔的位置和向量的靶件，靶件包括：

轴，其用于联接到孔且具有沿着轴纵向延伸的中心线，其中轴联接到孔，使得孔的中心线与轴的中心线共线；

圆柱体主体，该圆柱体主体从轴延伸，使得圆柱体主体的中心线与轴的中心线对准，其中圆柱体主体包括在其间具有体积的两个平行的圆形面，并且其中圆柱体主体包括空腔，并且其中圆柱体主体的中心线在两个平行的圆形面之间沿圆柱体主体纵向延伸，其中孔的位置和向量基于圆柱体主体的中心线与轴的中心线的交点；

第一环结构，该第一环结构联接到圆柱体主体的端部，并且包括在连接到圆柱体主体的一部分上的底切；以及

第二环结构，该第二环结构被定位在圆柱体主体和轴之间，并且包括在连接到圆柱体主体的一部分上的底切。

条款15.根据条款14所述的靶件，其中圆柱体主体的外表面包括非反射涂层。

条款16.根据条款14所述的靶件，其中靶件包含其内插入靶件的工件的材料。

条款17.一种用于基于工件的扫描数据确定形成在工件中的孔的位置和向量的方法，该方法包括：

致使扫描仪扫描插入到形成在工件中的孔中的靶件，其中靶件包括联接到工件中的孔的轴，并且靶件包括从轴延伸的圆柱体主体，其中轴联接到孔，并且圆柱体主体从孔延伸，使得孔的中心线与圆柱体主体的纵向轴线共线；

从扫描仪接收扫描数据，扫描数据包括表示靶件的圆柱体主体的表面区域的多个数据点以及表示周围工件的数据点；

由处理器基于将表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点拟合为圆柱形状，内插圆柱体主体的纵向轴线，其中圆柱体主体的纵向轴线沿着靶件纵向延伸；

由处理器基于圆柱体主体的纵向轴线与工件的表面的平面的交点，确定形成在工件中的孔的位置和孔的向量；以及

由处理器使用形成在工件中的孔的位置和孔的向量，生成工件的至少一部分的三维(3d)模型。

条款18.根据条款17所述的方法，还包括：

以任何旋转取向扫描靶件和周围工件，以生成表示圆柱体主体的表面区域的多个数据点。

条款19.根据条款17所述的方法，还包括：

基于工件的3d模型和部件的3d模型，确定工件与部件的虚拟组装；以及

基于工件的3d模型和部件的3d模型的对准与形成在工件中的孔的位置，确定在部件中创建的至少一个孔的位置，使得在部件中创建的至少一个孔与形成在工件中的孔的位置对齐。

条款20.根据条款17所述的方法，其中将单点靶件插入到靶件的圆柱体主体的空腔中，并且该方法还包括：

接收表示单点靶件的数据；以及

基于表示单点靶件的数据，确定靶件的位置。

为了说明和描述的目的，已经呈现不同有利布置的描述，并且不同有利布置的描述不旨在是穷尽的或限于以所公开的形式的实施例。对于本领域普通技术人员来说，许多修改和变化将是显而易见的。另外，与其它有利实施例相比，不同的有利实施例可描述不同的优点。选取和描述所选择的一个实施例或多个实施例，以便最佳地解释实施例的原理、实际应用，并且使得本领域其他普通技术人员能够对于具有适于预期的特定使用的各种修改的各种实施例来理解本公开。