一种自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法及装置与流程

文档序号:12060490阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,包括以下步骤:

缝隙图像采集步骤:分段采集待测自由曲面产品的缝隙图像;

缝隙图像处理步骤:对采集到的每段缝隙图像进行处理以得到缝隙截面轮廓,定位每段缝隙轮廓的边缘特征点、缝隙内部拐点、最高点以及最低点;

配准拼接步骤:将处理后的每一段缝隙轮廓进行配准拼接;

分段拟合步骤:对配准拼接后的缝隙轮廓的特征点进行分段拟合,以得到具有缝隙最低点曲线、边缘曲线、最高点曲线的整体缝隙轮廓;

缝隙几何尺寸获取步骤:根据拟合的曲线获取缝隙的几何尺寸。

2.如权利要求1所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于:在所述缝隙图像采集步骤中,根据待测量自由曲面产品的缝隙位置及长度,由首至尾的依次分段采集缝隙图像,从而逐步自动采集获取完整的缝隙轮廓图像。

3.如权利要求2所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于:

在图像采集步骤中,通过“3+1”自由度的图像采集装置逐步采集待测量自由曲面产品的缝隙图像,并将采集到的缝隙图像发送至上位机,从而使上位机依次获取到待测量自由曲面产品的每一段缝隙图像。

4.如权利要求3所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于:

在图像采集装置逐步采集待测量自由曲面产品的缝隙图像的过程中,上位机基于软件环境,在线建立局部虚拟测量基准,以已获取的缝隙轮廓几何尺寸以及当前图像采集装置的位姿来约束图像采集装置的下一处的空间位姿,保持缝隙轮廓处于有效视场范围内,逐步实现对整个缝隙轮廓的自动采集。

5.如权利要求4所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于:

在图像处理步骤中,所述上位机对获取到的每段缝隙图像点云数据进行预处理,所述预处理包括平滑去噪,剔除异常点,边缘分割,以得到缝隙截面轮廓;再根据建立的局部虚拟测量基准对每段缝隙边缘特征点、缝隙内部拐点、最高点以及最低点进行识别定位。

6.如权利要求5所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于,在分段拟合步骤中,上位机首先将局部坐标系下的各段缝隙轮廓点云数据转换为统一全局坐标系内,并在全局坐标系内对拼接完整的缝隙轮廓点云数据进行表面重构、简化、平滑、特征点定位,再进行分段曲线拟合,描述出缝隙的最低点曲线、边缘曲线、最高点曲线。

7.如权利要求6所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于:

在缝隙几何尺寸获取步骤中,需在全局虚拟环境下细划缝隙的三维图形并计算相对应的缝隙特征间的几何尺寸。

8.如权利要求3所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于,所述缝隙图像采集步骤包括以下子步骤:

S11、初始采集位姿获取子步骤:根据待测量自由曲面产品的缝隙位置获取该缝隙的初始采集位姿;

S13、初始采集装置位姿调整子步骤:根据获取的初始采集位姿调整采集装置的初始位姿;

S15、当前段缝隙图像采集子步骤:采集该段的缝隙图像;

S17、下段缝隙采集位置对应的采集装置位姿调整子步骤:根据当前段和当前段的上一段缝隙图像信息、对应的图像采集装置的位姿约束下一段待采集的缝隙图像位置对应的图像采集装置的位姿,并据此调整图像采集装置的位姿。

9.如权利要求3所述的自由曲面内缝隙几何尺寸测量方法,其特征在于,在图像采集步骤之前,还包括以下步骤:

将待测量自由曲面产品放置在一安装台上;

将图像采集装置固定在一位于所述安装台一侧的移动单元上,其中,移动单元包括与待测量缝隙的宽度方向相应的X向底座、立设于X向底座上能够根据一第一电机的驱动在X向移动的与所述待测量缝隙的高度方向相应的Z向轴杆、水平设于所述Z向轴杆上且能够根据一第二电机的驱动在Z向移动的与所述待测量缝隙的长度方向相应的Y向轴杆以及用于驱动Y向轴杆在Y向进行移动的第三电机,所述图像采集单元设于所述Y向轴杆上相应于所述安装部的一端,该图像采集装置能够根据一第四电机的驱动沿待测量缝隙的长度方向转动,所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均与所述上位机信号连接;所述上位机控制移动单元工作,从而能够使图像采集装置“3+1”自由度移动,以调整图像采集装置的位姿,使其在采集缝隙图像时,其采集方向与待测量缝隙的待采集截面近似垂直。

10.一种自由曲面内缝隙几何尺寸测量装置,其特征在于,包括:

缝隙图像采集装置:用于分段采集待测自由曲面产品的缝隙图像;

缝隙图像处理模块:用于对采集到的每段缝隙图像进行处理以得到缝隙截面轮廓,定位每段缝隙轮廓的边缘特征点、缝隙内部拐点、最高点以及最低点;

配准拼接模块:用于将处理后的每一段缝隙轮廓进行配准拼接;

分段拟合模块:用于对配准拼接后的缝隙轮廓的特征点进行分段拟合,以得到具有缝隙最低点曲线、边缘曲线、最高点曲线的整体缝隙轮廓;

缝隙几何尺寸获取模块:用于根据拟合的曲线获取缝隙的几何尺寸。

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