[發明專利]一種基于STL模型的在機檢測的測點法矢估算方法

有效

• 申請號: 201710367633.X
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107330142B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王太勇;高珊;于治強;劉長玲;張永賓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開了一種基于STL模型的在機檢測的測點法矢估算方法，包括以下步驟：(1)拓撲重建；(2)測點規劃；(3)當測點位于三角網格頂點時，進行步驟(4)；測點位于三角網格內部時，進行步驟(6)；(4)通過坐標匹配，確定測點所在頂點的編號，通過頂點的拓撲關系，找到與其相鄰的點、線、面的信息，信息為基礎計算該頂點的法矢方向跳至步驟(7)；(5)將測點與三角網格投影到x?y平面，確定測點所在三角面片的編號；(6)利用面的拓撲關系得到測點所在三角面片的三個頂點A、B、C，通過計算得到測點的法矢(7)讀取下個測點信息，重復步驟(3)到(6)，直至所有測點的法矢計算完畢。該方法能夠提高測點法矢的測量精度。

技術領域

本發明涉及涉及在機檢測的測量誤差補償領域，更具體的說，是涉及一種基于STL模型的在機檢測的測點法矢估算方法。

背景技術

隨著制造業技術和裝備的不斷進步，在機檢測系統中對復雜模型的測量精度、測量質量的要求越來越高，其中測點的法矢方向對在機測量系統的測點采樣精度、半徑誤差補償及預行程誤差補償精度均具有重要的影響。但是現有的測點法矢估算方法誤差較大，不能準確測量得到測點的真實位置。因此，針對測點法矢估算的問題，需要設計研究新方法來提高測點測量精度。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種基于STL模型的在機檢測的測點法矢估算方法，該方法能夠有效地提高測點法矢的測量精度。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于STL模型的在機檢測的測點法矢估算方法，包括以下步驟：

(1)拓撲重建：根據STL模型的STL文件中給出的頂點坐標及三角面片法矢信息，以點、線、面為單位進行拓撲重建，通過編程工具，建立STL三維模型中“點—線—面”三者之間的關系；

(2)測點規劃：用一組平行截平面與STL模型進行截交，將得到的交點作為型值點，采用曲線反求的方法構造插值曲線，再根據弦高法進行測點自適應規劃，求出所有測點的位置坐標；

(3)根據測點規劃后的測點分布，讀取一個測點信息，判斷測點的位置，當測點位于三角網格頂點時，進行步驟(4)；測點位于三角網格內部時，進行步驟(6)；

(4)通過坐標匹配，確定測點所在頂點的編號，通過頂點的拓撲關系，找到與其相鄰的點，線，面的信息，以所述信息為基礎計算該頂點的法矢方向跳至步驟(7)；

(5)將測點與三角網格投影到x-y平面，確定測點所在三角面片的編號；

(6)利用面的拓撲關系得到測點所在三角面片的三個頂點A、B、C，按照步驟(4)的方法計算該三個頂點的法矢方向；將測點與該三個頂點相連，把三角面片劃分為三個小三角形，并分別求出其面積為S₁、S₂、S₃，通過計算得到測點的法矢

(7)讀取下一個測點信息，重復步驟(3)—(6)，直至所有測點的法矢計算完畢。

步驟(1)中，建立STL三維模型中“點—線—面”三者之間的關系如下：

(1)對所有點進行編號，并且通過任意頂點能夠找到該點及與其相鄰的頂點，邊，面的信息；

(2)對所有邊進行編號，并且通過任意邊能夠找到該邊及其端點、相鄰面的信息；

(3)對所有面進行編號，并且通過任意面能夠找到該面及其頂點、邊、相鄰面的信息。

步驟(1)中所述編程工具為Visual Studio2010。

步驟(5)中通過判斷測點與投影三角形各個頂點的夾角是否等于360°用來確定測點所在三角面片的編號。