专利名称：圆度计算及显示系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种圆度分析系统与方法，尤其是一种圆度的计算及显示系统与方法。
背景技术：
圆度是一种形状公差，表示一个圆的不圆程度，其在精密量测领域非常常用。 当前的影像量测中的量测程序可以实现圆的圆度计算。然而，传统的对圆度计算结果的 分析报告为数据报表格式，其内容比较单一，不能直观的显示出每一个点的误差状况，而是 需要专业人士进行解读。对于非专业人士来说很难看懂这种数据报表格式的圆度分析报告。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种圆度计算及显示系统，其能够根据量化的数据，将点和 圆绘制出来，实现圆度计算结果的图形化显示。
鉴于以上内容，还有必要提供一种圆度计算及显示方法，其能够根据量化的数据，将点 和圆绘制出来，实现圆度计算结果的图形化显示。
一种圆度计算及显示系统，其运行于一台应用服务器中。该系统包括色阶设置模块， 用于设置一个色阶条，该色阶条中的不同颜色代表不同的误差范围；点集接收模块，用于接 收汇入的点集；圆拟合模块，用于利用最小二乘法将上述点集拟合成一个圆，即拟合圆；距 离计算模块，用于计算点集中的每个点到拟合圆的距离di，其中，该距离di即为点的误差值 ;对比模块，用于将点集中每个点的误差值与上述设置的色阶条相对比，以确定每个点的颜 色；及输出模块，用于绘制并输出图形化的圆度分析报告，其中，在该图形化的圆度分析报 告中包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。
一种圆度计算及显示方法。该方法包括步骤设置一个色阶条，其中，该色阶条中的不 同颜色代表不同的误差范围；接收汇入的点集；利用最小二乘法将上述点集拟合成一个圆， 即拟合圆；计算出点集中的每个点到拟合圆的距离di，其中，该距离di即为点的误差值；将 点集中的每个点的误差值与上述设置的色阶条相对比，以确定每个点的颜色；及绘制并输出 图形化的圆度分析报告，其中，在该图形化的圆度分析报告中包括上述的色阶条、拟合圆及 具有颜色的点集。
相较于现有技术，本发明所提供的圆度计算及显示系统与方法能够根据量化的数据，将 点和圆绘制出来，实现圆度计算结果的图形化显示，使对圆度的分析更直观清楚。
图l是本发明圆度计算及显示系统较佳实施例的硬件实施架构图。 图2是本发明圆度计算及显示系统的功能模块图。 图3是本发明圆度计算及显示方法较佳实施例的流程图。
具体实施例方式
参阅图1所示，是本发明圆度计算及显示系统20较佳实施例的硬件实施架构图。该系统 20安装并运行于一台应用服务器2中。该应用服务器2内置或者外接一台数据库1，并通过网 络3与至少一台客户端计算机4 (图中显示两台)相连接。所述的数据库l用于存储多组点集 。所述网络3可以为企业内部网(Intranet)、互联网(Internet)或其它类型的网络。所 述客户端计算机4可以提供交互式的用户界面，用于显示对数据库l中的点集进行处理的过程 ，以及输出图形化的圆度分析报告。
参阅图2所示，是本发明圆度计算及显示系统20的功能模块图。该系统20主要包括色阶 设置模块200、点集接收模块210、判断模块220、圆拟合模块230、距离计算模块240、对比 模块250、拉伸模块260及输出模块270。
上述所称的各个模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计 算机中的执行过程，因此在本发明中对软件程序的描述都以模块描述。
所述的色阶设置模块200主要用于设置一个色阶条，其中，该色阶条中的不同颜色代表 不同的误差范围。
所述的点集接收模块210主要用于接收从数据库1汇入的点集。
所述的判断模块220主要用于判断上述汇入的点集是否可以组成一个圆。例如，当点集 中点的个数小于或者等于2时，由于三个点才能确定一个圆，因此该判断模块220判断该点集 不能组成一个圆。
所述的圆拟合模块230主要用于当上述判断模块220判断汇入的点集可以组成一个圆时， 利用最小二乘法将该点集拟合成一个圆，即拟合圆。所述最小二乘法是一种数学优化技术， 它通过最小化误差的平方和找到一组数据的最佳函数匹配，使拟合出来的圆无限接近理论上 的标准圆。
所述的距离计算模块240主要用于计算点集中的每个点到拟合圆的距离di。所述点到拟 合圆的距离di是通过计算该点到拟合圆的圆心距离Di，再将该距离Di减去拟合圆的半径R得到 的。其中，点到拟合圆的距离di即为该点的误差值。
所述的对比模块250主要用于将点集中的每个点到拟合圆的距离di与上述设置的色阶条
5相对比，以确定每个点的颜色。
所述的拉伸模块260主要用于在拟合圆上选择一个切点，计算点集中的每个点到该切点 的距离Li，并根据距离Li及距离di将拟合圆及点集进行拉伸，使拟合圆拉伸成一条以切点为 端点的线段及使点集根据上述的距离Li及距离di分布在该线段的两端。拉伸拟合圆及点集可 以更直观的显示点集中每个点的误差情况。
所述的输出模块270主要用于绘制并输出图形化的圆度分析报告，其中，该图形化的圆 度分析报告包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。其中，所述的图形化的圆度分析 报告可以为二维平面图、三维空心图或者三维实体图。进一步地，该图形化的圆度分析报告 还可以包括上述拉伸后的拟合圆及点集。
参阅图3所示，是本发明圆度计算及显示方法较佳实施例的流程图。
步骤SIOO，色阶设置模块200设置一个色阶条，其中该色阶条中的不同颜色代表不同的 误差范围。
步骤S 101，点集接收模块21 O接收从数据库1汇入的一组点集。
步骤S102，判断模块220判断上述汇入的点集是否可以组成一个圆。本实施例中，当点 集中点的个数小于或者等于2时，该判断模块220判断该点集不能组成一个圆，否则，当点的 个数大于2时，该判断模块220判断该点集可以组成一个圆。
当汇入的点集可以组成一个圆时，步骤S103，圆拟合模块230利用最小二乘法，将该点 集拟合成一个圆，即拟合圆。
步骤S104，距离计算模块240计算所述点集中的每个点到拟合圆的距离di。所述点到拟 合圆的距离di是通过计算该点到拟合圆的圆心距离Di，再将该距离Di减去拟合圆的半径R得到 的。其中，点到拟合圆的距离di即为该点的误差值。
步骤S105，对比模块250将所述点集中的每个点到拟合圆的距离di与上述设置的色阶条 相对比，以确定每个点的颜色。
步骤S106，判断模块220判断是否需要将拟合圆及点集拉伸。若不需要，则直接进入步 骤SllO。
否则，若需要将拟合圆及点集拉伸，步骤S107，拉伸模块260在拟合圆上选择一个切点 步骤S 108，拉伸模块260计算点集中的每个点到该切点的距离Li。
步骤S109，拉伸模块260根据该距离Li及距离di将拟合圆及点集进行拉伸，使拟合圆拉 伸成一条以切点为端点的线段及使点集根据上述的距离Li及距离di分布在该线段的两端。步骤S110，输出模块270绘制并输出图形化的圆度分析报告，其中，在该图形化的圆度 分析报告中包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。其中，所述的图形化的圆度分析 报告可以为二维平面图、三维空心图或者三维实体图。进一步地，该图形化的圆度分析报告 还可以包括上述拉伸后的拟合圆及点集。
权利要求
1.一种圆度计算及显示系统，其运行于一台应用服务器中，其特征在于，该系统包括色阶设置模块，用于设置一个色阶条，该色阶条中的不同颜色代表不同的误差范围；点集接收模块，用于接收汇入的点集；圆拟合模块，用于利用最小二乘法将上述点集拟合成一个圆，即拟合圆；距离计算模块，用于计算点集中的每个点到拟合圆的距离di，该距离di即为点的误差值；对比模块，用于将点集中每个点的误差值与上述设置的色阶条相对比，以确定每个点的颜色；及输出模块，用于绘制并输出图形化的圆度分析报告，该图形化的圆度分析报告中包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。
2.如权利要求l所述的圆度计算及显示系统，其特征在于，该系统还包括判断模块，用于判断汇入的点集是否可以组成一个圆。
3.如权利要求l所述的圆度计算及显示系统，其特征在于，其中，所 述距离di是通过计算该点到拟合圆的圆心距离Di，再将该距离Di减去拟合圆的半径R得到的。
4.如权利要求l所述的圆度计算及显示系统，其特征在于，该系统还包括拉伸模块，用于在拟合圆上选择一个切点，计算点集中每个点到该切点的距离Li，并根 据该距离Li及距离di将拟合圆及点集进行拉伸，使拟合圆拉伸成一条以切点为端点的线段及 使点集根据上述的距离Li及距离di分布在该线段的两端。
5.如权利要求4所述的圆度计算及显示系统，其特征在于，所述的图 形化的圆度分析报告还包括上述拉伸后的拟合圆及点集。
6. 一种圆度计算及显示方法，其特征在于，该方法包括步骤不同的误差范围； 接收汇入的点集；利用最小二乘法将上述点集拟合成一个圆，即拟合圆； 计算点集中的每个点到拟合圆的距离di，该距离di即为点的误差值； 将点集中每个点的误差值与上述设置的色阶条相对比，以确定每个点的颜色；及 绘制并输出图形化的圆度分析报告，该图形化的圆度分析报告中包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。
7 如权利要求6所述的圆度计算及显示方法，其特征在于，在接收步骤之后该方法还包括判断汇入的点集是否可以组成一个圆；及 当不能组成一个圆时，重新接收汇入的点集。
8 如权利要求6所述的圆度计算及显示方法，其特征在于，所述距离di是通过计算该点到拟合圆的圆心距离Di，再将该距离Di减去拟合圆的半径R得到的。
9 如权利要求6所述的圆度计算及显示方法，其特征在于，在绘制步骤之前该方法还包括在拟合圆上选择一个切点；计算点集中每个点到该切点的距离Li;及根据该距离Li及距离di将拟合圆及点集进行拉伸，使拟合圆拉伸成一条以切点为端点的 线段及使点集根据上述的距离Li及距离di分布在该线段的两端。
10 如权利要求9所述的圆度计算及显示方法，其特征在于，所述的 图形化的圆度分析报告还包括上述拉伸后的拟合圆及点集。
全文摘要
本发明提供一种圆度计算及显示方法。该方法包括步骤设置一个色阶条，其中，该色阶条中的不同颜色代表不同的误差范围；接收汇入的点集；利用最小二乘法将上述点集拟合成一个圆，即拟合圆；计算点集中的每个点到拟合圆的距离d<sub>i</sub>，其中，该距离d<sub>i</sub>即为点的误差值；将点集中的每个点的误差值与上述设置的色阶条相对比，以确定每个点的颜色；及绘制并输出图形化的圆度分析报告，其中，该图形化的圆度分析报告包括上述的色阶条、拟合圆及具有颜色的点集。本发明还提供一种圆度计算及显示系统。本发明可以实现圆度计算结果的图形化显示。
文档编号G01B21/20GK101666637SQ20081030434
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月3日 优先权日2008年9月3日
发明者丁勇红, 张旨光, 李东海, 理 蒋, 陈贤艺 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司