[發明專利]一種端框鉆模的數字化計量方法

在審

• 申請號: 202110022282.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112687010A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 禹靜;劉爽;蔡晉輝
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種端框鉆模的數字化計量方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

S1：基于端框鉆模的設計模型提取虛擬點云數據，并對虛擬點云數據進行點云處理構建數字化標準鉆模；

S2：基于端框鉆模實體獲取實測點云數據，并對實測點云數據進行點云處理構建虛擬模型；

S3：基于步驟S1獲取的數字化標準鉆模和步驟S2的虛擬模型進行相應模型處理，并對二者模型進行尺寸參數計算，點云偏差分析，并輸出檢測結果報告，實現端框鉆模的數字化計量。

2.根據權利要求1所述的一種端框鉆模的數字化計量方法，其特征在于，所述的步驟S1中的提取設計模型的虛擬點云數據，包括以下步驟：

S11：將設計模型生成以三角形面片或者多邊形面片數據形式的STL、PLY或OBJ格式文件；

S12：基于S11步驟生成的文件，提取三角形面片或者多邊形面片數據的頂點；

S13：基于S12步驟生成的點云數據，在各個點云之間根據公式(1)～(3)進行迭代均勻增密；

a_i′＝a_i×M₁ (1)

b_i′＝b_i×M₂ (2)

其中，(a_i,b_i,c_i)表示三角面片頂點中的任意一點，M₁和M₂表示為采樣隨機因子，M₂＝1-R₂，rand()是隨機數生成函數，生成數的范圍是0～PCMAX_1,2，PCMAX₁、PCMAX₂是隨機產生一個不小于32767的整數。

S14：將三角面片頂點數據和迭代均勻增密數據保存，完成虛擬點云數據提取。

3.根據權利要求1所述的一種端框鉆模的數字化計量方法，其特征在于，所述的步驟S2中的點云數據處理，包括以下步驟：

S21：搜索與采樣點P距離最近的k個近鄰點，構建kd-tree來劃分空間中的點云數據，建立點云數據間拓撲幾何關系；

S22：計算各點的單位法向量、高斯曲率、平均曲率、以及全局平均曲率；

S23：基于K近鄰域統計分析方法去除點云數據中的離群點；

S24：基于雙邊濾波方法平滑點云數據中的小噪聲點；

S25：基于體素化下采樣方法對大量點云數據進行精簡；

S26：基于Delaunay三角化方法對處理好的點云數據進行三維重建，獲取數字化標準模型和虛擬模型。

4.根據權利要求1所述的一種端框鉆模的數字化計量方法，其特征在于，所述的步驟S3中的數字化標準鉆模和虛擬模型處理，包括以下步驟：

S31：將數字化標準鉆模和設計模型進行初始擬合對齊，然后進行最佳擬合對齊點，生成三維彩色點云偏差云圖；

S32：對數字化標準鉆模和進行內環特征提取，重復10次，獲取內環半徑參數；

S33：基于S1步驟的擬合對齊后，再進行3D比較，然后均勻隨機設置6個比較點，獲取各點點云偏差情況，輸出數字化標準鉆模質量檢測報告；

S34：將虛擬模型和數字化標準鉆模進行模型處理，重復上述步驟S31～S33，輸出虛擬模型質量檢測報告，完成端框鉆模的數字化計量。