一种复杂异型孔的布点方法及系统与流程

本发明涉及异型孔的布点领域，特别是涉及一种复杂异型孔的布点方法及系统。

背景技术：

目前普通的计算机辅助检测规划(computeraidedinspectionplanning,caip)系统的测点规划模块可以实现对直孔自动布点，但对于端面不规则的曲面孔和斜孔等异型孔的自动布点能力还有不足，许多情况都需要手动设置，因此现有的异型孔测点规划效率低、自动化程度低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种复杂异型孔的布点方法及系统，实现对多种类型的异型孔自动布点，提高测点规划效率和自动化程度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种复杂异型孔的布点方法，所述方法包括：

获取异型孔的上端面拓扑线和下端面拓扑线；

将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线进行分类，得到上端线和下端线；

获取所述上端线和所述下端线的几何平均点；

根据所述几何平均点确定所述异型孔的定位点；所述定位点包括上定位点和下定位点；

根据所述定位点确定上布点层和下布点层；所述定位点与所述上布点层之间的距离记为第一距离，所述定位点与所述下布点层之间的距离记为第二距离；

获取所述异型孔的半径和高度；

根据所述异型孔的半径和高度确定所述异型孔的类型；

获取布点层数以及待布点的个数；

根据所述异型孔的类型、所述第一距离、所述第二距离、所述布点层数以及所述待布点的个数计算层间距和测点间距；

根据所述测点间距和所述层间距确定测点坐标和测点方向。

可选的，所述将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线进行分类，得到上端线和下端线，具体包括：

获取奇偶标准量；

遍历所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线，根据所述奇偶标准量将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线分为上端线和下端线。

可选的，所述根据所述几何平均点确定所述异型孔的定位点，具体包括：

根据所述几何平均点计算中心点；

确定所述中心点到所述异型孔的上端面距离最近的点，为上端面最近点；

确定所述中心点到所述异型孔的下端面距离最近的点，为下端面最近点；

将所述上端面最近点和所述下端面最近点投影至所述异型孔的孔轴线，得到所述上定位点和所述下定位点。

可选的，所述根据所述异型孔的半径和高度确定所述异型孔的类型，具体包括：

根据所述异型孔的半径和高度计算类型参数，k＝2r/h；其中，k表示类型参数，h表示异型孔的高度，r表示异型孔的半径；

当k>4时，判断所述异型孔为粗短孔，否则判断所述异型孔为细长孔。

可选的，在根据所述测点间距和所述层间距确定测点坐标和测点方向之后还包括：

将所述测点转换到全局坐标系下；

利用显示接口将转换后的测点进行可视化显示。

本发明还提供了一种复杂异型孔的布点系统，所述系统包括：

拓扑线获取模块，用于异型孔的上端面拓扑线和下端面拓扑线；

分类模块，用于将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线进行分类，得到上端线和下端线；

几何平均点获取模块，用于获取所述上端线和所述下端线的几何平均点；

定位点确定模块，用于根据所述几何平均点确定所述异型孔的定位点；所述定位点包括上定位点和下定位点；

布点层确定模块，用于根据所述定位点确定上布点层和下布点层；所述定位点与所述上布点层之间的距离记为第一距离，所述定位点与所述下布点层之间的距离记为第二距离；

半径和高度获取模块，用于获取所述异型孔的半径和高度；

类型确定模块，用于根据所述异型孔的半径和高度确定所述异型孔的类型；

层数和个数获取模块，用于获取布点层数以及待布点的个数；

层间距和测点间距计算模块，用于根据所述异型孔的类型、所述第一距离、所述第二距离、所述布点层数以及所述待布点的个数计算层间距和测点间距；

测点确定模块，用于根据所述测点间距和所述层间距确定测点坐标和测点方向。

可选的，所述分类模块具体包括：

奇偶标准量获取单元，用于获取奇偶标准量；

划分单元，用于遍历所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线，根据所述奇偶标准量将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线分为上端线和下端线。

可选的，所述定位点确定模块具体包括：

中心点计算单元，用于根据所述几何平均点计算中心点；

上端面最近点确定单元，用于确定所述中心点到所述异型孔的上端面距离最近的点，为上端面最近点；

下端面最近点确定单元，用于确定所述中心点到所述异型孔的下端面距离最近的点，为下端面最近点；

投影单元，用于将所述上端面最近点和所述下端面最近点投影至所述异型孔的孔轴线，得到所述上定位点和所述下定位点。

可选的，所述类型确定模块具体包括：

类型参数计算单元，用于根据所述异型孔的半径和高度计算类型参数，k＝2r/h；其中，k表示类型参数，h表示异型孔的高度，r表示异型孔的半径；

判断单元，用于当k>4时，判断所述异型孔为粗短孔，否则判断所述异型孔为细长孔。

可选的，还包括：

转换模块，用于将所述测点转换到全局坐标系下；

显示模块，用于利用显示接口将转换后的测点进行可视化显示。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明可以识别异型孔的复杂端面情况，自动计算端面定位点和测点，从而完成自动布点。本方法具有较强的通用性，可以实现直孔、斜孔、曲面孔、圆锥、圆台以及端面不规则的圆锥圆台特征自动布点，提高了检测效率，增强了布点的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例复杂异型孔的布点方法的流程图；

图2为本发明实施例复杂异型孔的布点系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种复杂异型孔的布点方法及系统，实现对多种类型的异型孔自动布点，提高测点规划效率和自动化程度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种复杂异型孔的布点方法，所述方法包括：

步骤101：获取异型孔的上端面拓扑线和下端面拓扑线。

步骤102：将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线进行分类，得到上端线和下端线。具体包括：

获取奇偶标准量；

遍历所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线，根据所述奇偶标准量将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线分为上端线和下端线。

步骤103：获取所述上端线和所述下端线的几何平均点。

步骤104：根据所述几何平均点确定所述异型孔的定位点；所述定位点包括上定位点和下定位点。具体包括：

根据所述几何平均点计算中心点；

确定所述中心点到所述异型孔的上端面距离最近的点，为上端面最近点；

确定所述中心点到所述异型孔的下端面距离最近的点，为下端面最近点；

将所述上端面最近点和所述下端面最近点投影至所述异型孔的孔轴线，得到所述上定位点和所述下定位点。

步骤105：根据所述定位点确定上布点层和下布点层；所述定位点与所述上布点层之间的距离记为第一距离，所述定位点与所述下布点层之间的距离记为第二距离。

步骤106：获取所述异型孔的半径和高度。

步骤107：根据所述异型孔的半径和高度确定所述异型孔的类型。具体包括：

根据所述异型孔的半径和高度计算类型参数，k＝2r/h；其中，k表示类型参数，h表示异型孔的高度，r表示异型孔的半径；

当k>4时，判断所述异型孔为粗短孔，否则判断所述异型孔为细长孔。

步骤108：获取布点层数以及待布点的个数。

步骤109：根据所述异型孔的类型、所述第一距离、所述第二距离、所述布点层数以及所述待布点的个数计算层间距和测点间距。

步骤1010：根据所述测点间距和所述层间距确定测点坐标和测点方向。

本方法还包括：

将所述测点转换到全局坐标系下；

利用显示接口将转换后的测点进行可视化显示。

具体实施方式：

步骤1：异型孔表面拓扑线解析

(1)异型孔表面拓扑线分类

异型孔拓扑线分类是将上下端面的拓扑线分开。首先设置一个奇偶标准量k，然后遍历所有拓扑线，根据只有孔轴向才可能存在直线的特点，遍历到直线则将k加1，否则判断k的奇偶性，根据k的奇偶性将拓扑线分别存入上下端线容器(listup，listdown)中，最后实现上下端线分开存储。

(2)异型孔端面定位点计算

异型孔端面定位点是端面距离孔中心的距离最近的点。首先根据上下端线的几何平均点计算中心点midpoint＝(listup+listdown)/2，然后计算上下端面到中心点的距离最近点，上端面最近点upmindispoint＝mindispoint(midpoint,listup)，下端面最近点downdispoint＝mindispoint(midpoint,listdown)，最后将两个距离最近点向孔轴线投影即为上下定位点，上定位点upcenterpoint＝project(upmindispoint,axis)，下定位点downcenterpoint＝project(downdispoint,axis)。

步骤2：异型孔测点计算

(1)输入基本布点参数

输入布点的层数n，每层需要布置测点数m，以定位点为中心，上下端面的缩短距离d1，d2。

(2)判断异型孔类型

获取异型孔的半径r，高度h，计算类型参数k＝2r/h，k>4为粗短孔，否则为细长孔。

(3)计算布点间距

细长孔的层间距d＝(h–d1–d2)/(n-1)，每层上测点间距θ＝2π/m；粗短孔的层间距d＝h/2，每层上测点间距θ＝2π/m。

(4)计算测点坐标及方向

细长孔的测点坐标pi(xi,yi,zi)；xi＝rcos(i×θ)；yi＝rsin(i×θ)；zi＝d+j×d1；i＝0，1...m-1；j＝0，1...n-1；粗短孔的测点坐标pi(xi,yi,zi)；xi＝rcos(i×θ)；yi＝rsin(i×θ)；zi＝d；i＝0，1...m-1；j＝0，1...n-1；测点方向即为孔轴面在该点处的法向方向。

(5)测点可视化显示

以上测点计算是基于孔坐标系进行的，然后需要将测点转换到全局坐标系下，最后利用显示接口实现测点的可视化显示。

如图2所示，本发明还提供了一种复杂异型孔的布点系统，所述系统包括：

拓扑线获取模块201，用于异型孔的上端面拓扑线和下端面拓扑线。

分类模块202，用于将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线进行分类，得到上端线和下端线。

所述分类模块202具体包括：

奇偶标准量获取单元，用于获取奇偶标准量；

划分单元，用于遍历所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线，根据所述奇偶标准量将所述上端面拓扑线和所述下端面拓扑线分为上端线和下端线。

几何平均点获取模块203，用于获取所述上端线和所述下端线的几何平均点。

定位点确定模块204，用于根据所述几何平均点确定所述异型孔的定位点；所述定位点包括上定位点和下定位点。

所述定位点确定模块204具体包括：

中心点计算单元，用于根据所述几何平均点计算中心点；

上端面最近点确定单元，用于确定所述中心点到所述异型孔的上端面距离最近的点，为上端面最近点；

下端面最近点确定单元，用于确定所述中心点到所述异型孔的下端面距离最近的点，为下端面最近点；

投影单元，用于将所述上端面最近点和所述下端面最近点投影至所述异型孔的孔轴线，得到所述上定位点和所述下定位点。

布点层确定模块205，用于根据所述定位点确定上布点层和下布点层；所述定位点与所述上布点层之间的距离记为第一距离，所述定位点与所述下布点层之间的距离记为第二距离。

半径和高度获取模块206，用于获取所述异型孔的半径和高度。

类型确定模块207，用于根据所述异型孔的半径和高度确定所述异型孔的类型。

所述类型确定模块207具体包括：

类型参数计算单元，用于根据所述异型孔的半径和高度计算类型参数，k＝2r/h；其中，k表示类型参数，h表示异型孔的高度，r表示异型孔的半径；

判断单元，用于当k>4时，判断所述异型孔为粗短孔，否则判断所述异型孔为细长孔。

层数和个数获取模块208，用于获取布点层数以及待布点的个数。

层间距和测点间距计算模块209，用于根据所述异型孔的类型、所述第一距离、所述第二距离、所述布点层数以及所述待布点的个数计算层间距和测点间距。

测点确定模块2010，用于根据所述测点间距和所述层间距确定测点坐标和测点方向。

本系统还包括：

转换模块，用于将所述测点转换到全局坐标系下；

显示模块，用于利用显示接口将转换后的测点进行可视化显示。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。