[發明專利]一種基于端面提取的飛機蒙皮對縫間隙計算方法

有效

• 申請號: 202010359793.1
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111524129B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 汪俊;黃耀然;陳紅華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/66
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.一種基于端面提取的飛機蒙皮對縫間隙計算方法， 其特征在于，所述飛機蒙皮對縫間隙提取方法包括：

S1：獲取飛機蒙皮的實測點云數據；

S2：對實測點云數據進行柵格化處理，將實測點云數據劃分為多個小塊的柵格點云數據；

S3：通過主成分分析計算柵格平面度，提取其中的平面柵格；

S4：構建驅動模型，公式如下所示：

式中，r_i是點p_i到待擬合平面的投影距離，θ(r_i)是高斯權重函數；具體表達式如下所示：

式中，p_i是平面柵格中點的坐標，是平面柵格點云重心坐標，c是一個常量值，n是待擬合平面的單位法向量，n滿足條件||n||＝1；

采用拉格朗日乘數法構造驅動模型求解函數，公式如下所示：

式中，f(n)驅動模型求解函數，n是待擬合平面的單位法向量，λ是拉格朗日乘子，θ(r_i)是高斯權重函數；

當f(n)取最小值時的n，即是待擬合平面的單位法向量；

不斷迭代計算f(n)取最小值時的n，具體迭代公式如下所示：

式中，n_i+1是第i+1次迭代計算得到的法向量，n_i是第i次迭代計算得到的法向量，τ是迭代步長；

經過i+1次迭代后，所求的法向量即是擬合平面的法向量，由柵格點云重心和計算得到的法向量確定平面方程；

S5：基于擬合的平面，采用區域生長算法提取平面區域的點云數據；

S6：采用迭代加權最小二乘算法擬合平面，判斷擬合的平面是否是端面，計算蒙皮端面的對縫間隙。

2.根據權利要求1中所述的一種基于端面提取的飛機蒙皮對縫間隙計算方法，其特征在于，步驟S2中，對實測點云數據進行柵格化處理，將實測點云數據劃分為很多小塊的柵格點云數據，具體包括以下步驟：

S21：計算能包括整個實測點云數據的最小包圍盒尺寸；

S22：根據最小包圍盒的尺寸與實測點云分辨率，確定柵格的幾何尺寸；

S23：判斷柵格點云中每個點所處的柵格序號。

3.根據權利要求2中所述的一種基于端面提取的飛機蒙皮對縫間隙計算方法，其特征在于，步驟S21中，計算包括整個實測點云數據的最小包圍盒尺寸的計算公式為：

X_max＝max(p_i(x)) X_min＝min(p_i(x))

Y_max＝max(p_i(y)) Y_min＝min(p_i(y))

Z_max＝max(p_i(z)) Z_min＝min(p_i(z))

式中，X_max是實測點云數據在x方向上最大坐標，X_min是實測點云數據在x方向上的最小坐標，p_i(x)是點p_i的x坐標；Y_max是實測點云數據在y方向上最大坐標，Y_min是實測點云數據在y方向上的最小坐標，p_i(y)是點p_i的y坐標；z_max是實測點云數據在z方向上最大坐標，Z_min是實測點云數據在z方向上的最小坐標，p_i(z)是點p_i的z坐標；

根據包圍盒在x、y、z方向上的最大坐標和最小坐標，得到能包括點云數據的最小包圍盒尺寸。