[發明專利]一種回轉體壁厚檢測方法

在審

• 申請號: 201810394620.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108645359A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 向華;劉小延;張敬宇;李波;陳庚
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢華中數控股份有限公司;湖北文理學院
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02;G06T17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種回轉體壁厚檢測方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

S1：將待檢測回轉體沿其軸向方向劃分為多個待檢測截面，且在每個截面上包括多個測量點，采用測量儀對每個待測截面上的每個測量點進行掃描，獲得所有測量點的坐標，即獲得待檢測回轉體的點云集；

S2：根據待檢測回轉體的三維結構構建該回轉體的三維理想模型，并獲得該三維理想模型中每個點的坐標，即獲得該三維理想模型的點云集，將所述待檢測回轉體的點云集與三維理想模型的點云集統一到同一個坐標系中；

S3：在所述坐標系中，分別將所述待檢測回轉體的點云集和所述三維理想模型的點云集構建成待檢測回轉體和三維理想模型的三維四面體網格模型，將獲得的待檢測回轉體三維四面體網格模型與所述三維理想模型的三維四面體網格模型在所述坐標系中進行對齊比對，由此獲得待檢測回轉體各處與所述三維理想模型的壁厚差，由此完成待檢測回轉體壁厚的檢測。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，所述在該坐標系中將所述待檢測回轉體的點云集構建成待檢測回轉體的三維四面體網格模型，優選采用逐點插入的Delaunay四面體剖分法，具體包括下列步驟：

S31：在所述坐標系中，在所述待檢測回轉體的點云集中尋找X，Y，Z三個坐標軸方向上的最大值和最小值，將每個坐標軸方向上的最大值和最小值與另外兩個坐標軸方向的最大值和最小值組合后共形成八個頂點，將所述八個頂點中每四個頂點連接形成四面體形成多個四面體，該多個四面體為超級四面體，所述多個四面體形成四面體集合；

S32：構建所述超級四面體中的每個四面體的外接球，以此獲得每個四面體各自對應的外接球，將所述待檢測回轉體點云集中的一個點插入所述超級四面體中作為插入點，尋找并獲取包含該插入點的外接球，與該外接球對應的四面體為所述插入點的影響四面體，刪除該影響四面體但保留其所有頂點，將所述插入點與所述影響四面體的所有頂點相連以此形成多個新的四面體，采用采用Delaunay四面體剖分對多個新的四面體進行局部與整體優化使得每個新的四面體均為正四面體，以此獲得優化后的四面體；

S33：將優化后的四面體加入所述四面體集合中，返回步驟S32，直至完成將所述待檢測回轉體點云集中所有點的插入獲得最終的四面體集合，在該四面體集合中刪除所述超級四面體以此獲得所需的待檢測回轉體的三維四面體網格模型。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，獲得待檢測回轉體的點云集后，對所述點云集中的噪聲點進行去噪，具體按照下列方式：

S11：按照下列表達式計算每個待檢測截面上的平均距離d_p，

其中，d_i,j,min表示在第i個待測量截面上，第j個測量點與該層待測量截面上所有測量點的最小距離，m是待測量截面的總數量，n是每個待測量截面上測量點的總數量，N是待檢測回轉體上測量點的總數量；

S12：根據所述平均距離設定可接受噪聲點的選擇范圍，根據該選擇范圍刪除在該選擇范圍外的點，即完成去噪過程。

4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，將所述待檢測回轉體的點云集與三維理想模型的點云集統一到同一個坐標系中，優選采用主元分析法和ICP法分別實現兩組點云集的粗配準和精配準。