[發明專利]用于接觸式測頭測量中提取二維輪廓的準形態學濾波方法

有效

• 申請號: 201410318667.6
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104089599B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 石照耀;王笑一
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 紀佳

1.用于接觸式測頭測量中提取二維輪廓的準形態學濾波方法，其特征在于：該方法以各個直接測量數據點對應位置的測頭輪廓線的包絡線作為最終的二維輪廓測量結果，計算這個包絡線的方法由以下步驟組成：

S1：確定各個直接測量數據點對應的測頭輪廓線的位置；記第i個直接測量數據點為P_i，i＝1,2,…,n，n為直接測量數據點總數；如果測頭輪廓為圓形，則以每個直接測量數據點為圓心，以測球半徑r為半徑做圓，做出各個測頭輪廓線；如果測頭輪廓為非圓形狀，則按照測頭輪廓與測頭參考點之間的相對位置關系做出各個直接測量數據點位置對應的測頭輪廓線；對應于n個直接測量數據點可得到n個測頭輪廓線，分別記為C₁，C₂，…，C_n；

S2：確定待測二維輪廓的起始邊界和終止邊界；按照測量任務的要求或被測工件的理論模型確定最終提取得到的二維輪廓的起始邊界和終止邊界；

S3：計算各個測頭輪廓線之間的交點；針對每個直接測量數據點P_i對應的測頭輪廓線C_i計算該輪廓線與其他各輪廓線之間的所有交點，并把每個測頭輪廓線C_i上的所有m個交點按照逆時針的順序進行排序后，將這些交點記為P_i,j，j＝1,2，……m；P_i,j的第一個下標i表示該交點從屬于第i個直接測量數據點，且對應于第i個輪廓線C_i，第二個下標j表示是第i個輪廓線C_i上的第j個交點；

S4：計算測頭輪廓線的包絡線的起點；方法是首先求出起始邊界線與各個測頭輪廓線的所有交點，然后以這些交點中最靠下的點為全部測頭輪廓線整體的包絡線與起始邊界線的交點即待求二維輪廓線的起點；令該起點作為所求包絡線上的當前點P_i,j，令當前點對應的那個測頭輪廓線作為當前輪廓線C_i；

S5：計算測頭輪廓線的包絡線的一個弧段；從包絡線的當前點P_i,j出發，沿當前輪廓線C_i以逆時針方向進行搜索，尋找當前輪廓線上的下一個交點P_i,j+1；記錄下當前輪廓線C_i對應的當前直接測量數據點P_i和當前點P_i,j及尋到的交點P_i,j+1的數據，這三個數據就確定了要計算的測頭輪廓線的包絡線的一個弧段，該弧段是在當前輪廓線Ci上截取的；

S6：確定新的搜索條件；第S5步找到的P_i,j+1點必定是當前輪廓線C_i與另外一個或多個測頭輪廓線的交點，由P_i,j+1點出發進行下一個交點的搜索時，有多條路徑可供選擇；此時令第S5步找到的包絡線的弧段繞P_i,j+1點逆時針旋轉，將旋轉中該弧段遇到的可供選擇的路徑中的第一條路徑作為新的搜索路徑；令該新的搜索路徑所在的測頭輪廓線為新的當前輪廓線C_i，以第(5)步找到的P_i,j+1點為新的當前點即新的P_i,j；

S7：重復進行第S5步和第S6步，搜索得到要計算的輪廓線包絡線的所有弧段；直到某次第(5)步得到的弧段與終止邊界相交則終止搜索；此時，記該第(5)步得到的弧段與終止界限相交點為P_i,j+1；記錄該第(5)步的當前直接測量數據點P_i和當前點P_i,j以及P_i,j+1的數據，這三個數據就確定了待求測頭輪廓線包絡線的最后一個弧段；

S8:將之前得到的全部測頭輪廓線包絡線的各個弧段按順序首尾相連成為一體，就是待求的包絡線；也即使用本發明的方法從測量機的測量數據中提取得到的被測二維輪廓。

2.根據權利要求1所述的用于接觸式測頭測量中提取二維輪廓的準形態學濾波方法，其特征在于：根據實際測量中測頭與被測輪廓的相對位置關系的不同，得到的包絡線補償結果實際上為測頭輪廓的上包絡線、下包絡線、左包絡線、右包絡線、外包絡線或內包絡線。