[發明專利]基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析方法與系統

有效

• 申請號: 201811392000.5
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109559339B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 殷亞祥;杜世昌;邵益平;王坤;奚立峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T3/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析方法，其特征在于，通過將測量得到的兩表面點云數據轉化為灰度圖像，通過圖像配準計算兩表面面差，從而間接進行接觸過程分析，其中，所述面差圖像，即以圖像形式表達兩表面之間距離，圖像灰度值與兩表面距離成正比；

所述基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析方法，包括：

第一步：采用對測量表面點云數據進行處理，生成能夠反映兩配合表面形貌的灰度圖像與二值圖像；

第二步：對兩表面二值圖像進行區域標號，從而提取特征；

第三步：根據兩表面實際裝配要求對兩表面圖像進行特征配對，得到配對的特征點；

第四步：進行控制點配準；根據配對的特征點，以最小化配對點變換誤差平方和為目標，通過配對特征點求解仿射變換矩陣；

第五步：根據所述仿射變換矩陣，求解面差圖像并分析接觸過程；

將待配準圖像變換到基準圖像坐標系下，計算初始面差圖像，逐步縮小兩表面距離，求出接觸過程圖像表征；根據第四步求出的仿射變換矩陣將待配準圖像變換到基準圖像坐標系下；求出每一相同位置像素點的距離并映射成灰度圖像，即初始面差圖像，灰度值代表距離小大??；以一定步長逐步減小兩表面距離，發生接觸的點以像素1表示，未發生接觸以及孔洞邊緣區域以0表示，以二值圖像形式表達逐步接近的過程。

2.根據權利要求1所述的基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析方法，其特征在于，對兩表面二值圖像采用泛洪填充算法進行區域標號。

3.一種基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析系統，其特征在于，通過將測量得到的兩表面點云數據轉化為灰度圖像，通過圖像配準計算兩表面面差，從而間接進行接觸過程分析，其中，所述面差圖像，即以圖像形式表達兩表面之間距離，圖像灰度值與兩表面距離成正比；

所述基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析系統，包括：

第一模塊：采用對測量表面點云數據進行處理，生成能夠反映兩配合表面形貌的灰度圖像與二值圖像；

第二模塊：對兩表面二值圖像進行區域標號，從而提取特征；

第三模塊：根據兩表面實際裝配要求對兩表面圖像進行特征配對，得到配對的特征點；

第四模塊：進行控制點配準；根據配對的特征點，以最小化配對點變換誤差平方和為目標，通過配對特征點求解仿射變換矩陣；

第五模塊：根據所述仿射變換矩陣，求解面差圖像并分析接觸過程；

將待配準圖像變換到基準圖像坐標系下，計算初始面差圖像，逐步縮小兩表面距離，求出接觸過程圖像表征；根據第四步求出的仿射變換矩陣將待配準圖像變換到基準圖像坐標系下；求出每一相同位置像素點的距離并映射成灰度圖像，即初始面差圖像，灰度值代表距離小大小；以一定步長逐步減小兩表面距離，發生接觸的點以像素1表示，未發生接觸以及孔洞邊緣區域以0表示，以二值圖像形式表達逐步接近的過程。

4.根據權利要求3所述的基于圖像控制點配準的剛性表面接觸過程分析系統，其特征在于，對兩表面二值圖像采用泛洪填充算法進行區域標號。