[發(fā)明專利]一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110243870.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113076514A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束梓豪;龐啟龍;況良杰;徐幼林
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F17/18;G01B11/24
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 李雪萍

1.一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：針對零件表面，采用提取表面形貌點云數(shù)據(jù)的檢測設(shè)備對表面進行采樣；

步驟二：根據(jù)步驟一中表面形貌檢測設(shè)備的采樣結(jié)果，使用功率譜密度分析方法獲得取樣域中所有頻率信息，確定采樣周期范圍、實際頻率范圍和最小頻率間隔，得出功率譜密度計算已加工表面微觀形貌的一維及二維結(jié)果；

步驟三：根據(jù)步驟一的表面形貌檢測設(shè)備測量結(jié)果和步驟二中的功率譜密度計算結(jié)果，選取連續(xù)小波變換的小波基函數(shù)，確定尺度因子和重構(gòu)小波系數(shù)，完成已加工表面形貌的頻率特征的提取和重構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法，其特征在于，步驟二所述的功率譜密度函數(shù)：

功率譜密度函數(shù)一維形式為：

式中f為空間頻率；L為取樣長度；z(f,L)為二維輪廓數(shù)據(jù)z(x)的傅立葉變換，其形式為：

二維功率譜密度函數(shù)可以分析三維形貌的頻率特征，其結(jié)果是在X，Y正交方向上分別進行一維PSD計算，二維形式為：

通過計算二維PSD能夠獲得取樣域中的所有三維頻率特征以及已加工表面的空間頻率分布狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法，其特征在于，步驟三所述的連續(xù)小波變換：

一維連續(xù)小波變換定義式為：

W_ψ是連續(xù)小波系數(shù)，由函數(shù)ψ(x)、尺度因子a和平移因子b共同決定；二維的連續(xù)小波系數(shù)表達式為：

式中b₁，b₂分別為X和Y方向的位置因子，取b₁＝b₂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法，其特征在于，步驟三所述的小波基函數(shù)：

選擇Mexican Hat(Mexh)小波基，計算式為：

式中f_c為Mexh小波基中心頻率(f_c＝0.25)；Δ為測量儀器的采樣周期；a為f_s和f_c的相應(yīng)尺度因子；f_s為實際頻率特征的中心頻率，與實際頻率特征關(guān)系為：

式中f為已加工表面的實際頻率特征；L為采樣邊界長度；N為采樣邊界長度上的采樣點數(shù)目；

實際頻率的二維輪廓需重構(gòu)小波系數(shù)，定義式為：

式中f(t)為實際頻率特征的重構(gòu)輪廓信號；空間頻率特征所對應(yīng)的三維形貌信息可分別在X，Y方向上進行小波系數(shù)的重構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種已加工表面頻率特征重構(gòu)方法，其特征在于，步驟一中，首先對材料表面進行加工，選擇物鏡，設(shè)置取樣參數(shù)和掃描面積，使用表面形貌檢測設(shè)備對材料表面進行采樣，得到樣品表面形貌檢測設(shè)備測量結(jié)果。