[發明專利]基于Cosine相似度量的結構面粗糙度系數評價方法

在審

• 申請號: 201610071370.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105737768A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 杜時貴;雍睿;楊小聰;夏才初;劉文連;代永新;馬成榮;黃曼;葉軍;李國平
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于Cosine相似度量的結構面粗糙度系數評價方法，其特征在于：所述評價方法包括如下步驟：

1)分別選取Barton的m條標準輪廓曲線的高像素照片，以μ為精度對圖片輪廓曲線各點進行坐標數據的提取；

2)根據提取的x、y坐標數據，按照如下公式計算輪廓曲線上相鄰兩點(xi,yi)、(xi+1,yi+1)的起伏角度θi，

θ i = arctan ( ( y i + 1 - y i x i + 1 - x i ) 2 ) = arctan ( ( y i + 1 - y i μ ) 2 ) - - - ( 1 ) ]]>

3)以設定度數為間隔，統計標準輪廓曲線上所有相鄰起伏角度θi的分布規律，記錄θi出現在每個區間內的頻數，構成標準輪廓曲線特征向量S*；

4)標準輪廓曲線的特征向量，通過對相鄰起伏角度頻數的歸一化實現，其公式為

s i = s i * - S min * S m a x * - S m i n * , - - - ( 2 ) ]]>

其中，si為標準曲線特征向量S*的歸一化向量的元素；為標準輪廓曲線每個角度間隔上的頻數；和是相鄰起伏角度的最小和最大頻數；

5)在野外現場選定所需要測定的結構面，采用輪廓曲線儀沿著測量方向繪制結構面表面的輪廓曲線，然后通過室內圖像掃描與數據提取，獲得精度為μ的結構面輪廓高程數據；

6)以設定度數為間隔，統計測試輪廓曲線上所有相鄰起伏角度θi的分布規律，記錄θi出現在每個區間內的頻數，構成測試輪廓曲線特征向量T；

7)測試輪廓曲線特征向量T按下式(3)進行歸一化

t i = t i * - S min * S m a x * - S m i n * . - - - ( 3 ) ]]>

ti為測試曲線特征向量的歸一化向量的元素；為測試輪廓曲線每設定度數間隔上的頻數；

8)根據Cosine相似度量方法，分別確定測試曲線與m條標準曲線的相似度，其公式為：

C ( T , S ) = T · S | | T | | 2 | | S | | 2 = Σ i = 1 n t i s i Σ i = 1 n t i 2 Σ i = 1 n s i 2 - - - ( 4 ) ]]>

相似度量結果記作vk＝C(T,Sk)，k＝1,2,…,m；m是標準曲線的條數，Sk為第k條標準曲線的歸一化向量，T為測試曲線的歸一化向量；

9)對相似度量結果做如下變化，

r k = 2 v k - v m i n - v m a x v max - v min . - - - ( 5 ) ]]>

rk為相似度量結果的歸一化值；vmin是相似度量結果的最小值；vmax是相似度量結果的最大值，rk＝1說明該標準曲線與測試曲線的粗糙起伏特征最為接近，其所對應的粗糙度系數就是該測試曲線的粗糙度系數值。