申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2023-11-08

公开（公告）日：2024-02-06

公开（公告）号：CN117522932A

主分类号：G06T7/33

分类号：G06T7/33;G06V10/42;G06V10/764;G06T17/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：一种基于特征顶点的航空扣板类零件修配量提取方法，先进行扣板及扣板槽数据的获取及预处理，得到待修配扣板、扣板槽点云以及理论扣板、扣板槽点云；然后进行点云数据降维处理；再进行扣板及扣板槽特征提取，得到扣板及扣板槽的特征顶点；然后进行扣板及扣板槽空间位姿配准，再进行扣板及扣板槽闭合对缝测量，最后进行扣板修配量计算；本发明以航空扣板的三维测量数据为基础，实现扣板板槽复杂空间型面空间位姿的高精配准、闭合对缝的快速测量及修配量的高效计算，大幅提高航空扣板一次修配的成功率及效率。

主权项：1.一种基于特征顶点的航空扣板类零件修配量提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，扣板及扣板槽数据的获取及预处理：基于激光三维扫描仪获取待修配扣板及扣板槽的外轮廓点云数据，进行去噪滤波与数据降采样，得到待修配扣板、扣板槽点云；基于PCL开源库对扣板及扣板槽的带有装配关系的CAD模型进行表面采样，作为理论扣板、扣板槽点云；步骤2，点云数据降维处理：计算步骤1得到的待修配扣板、扣板槽点云及理论扣板、扣板槽点云的表面法线，采用PCA算法求解各自主法线向量；通过坐标转换使各自主法线向量与Z轴对齐以获取扣板与扣板槽配合边界的最佳投影方向，并进行平面投影以实现点云数据的降维处理；步骤3，扣板及扣板槽特征提取：将步骤2中得到的降维处理后的待修配扣板点云及理论扣板点云进行外轮廓搜索，实现待修配扣板点云及理论扣板点云二维外轮廓边线的精确提取；将步骤2中得到的降维处理后的待修配扣板槽点云及理论扣板槽点云进行内轮廓搜索，实现待修配扣板槽点云及理论扣板槽点云二维内轮廓边线的精确提取；基于体素滤波算法对待修配扣板、扣板槽及理论扣板、扣板槽对应的二维内、外轮廓边线进行降采样，之后基于Harris-3D特征顶点检测算法实现待修配扣板、扣板槽及理论扣板、扣板槽二维投影点云的特征顶点查询；最后基于哈希映射算法，将待修配扣板、扣板槽及理论扣板、扣板槽二维顶点点云映射回三维，实现扣板及扣板槽各个数据的棱边特征顶点提取；步骤4，扣板及扣板槽空间位姿配准：对步骤3得到的待修配扣板、扣板槽及理论扣板、扣板槽的顶点，进行空间几何对应点组搜寻与最优点对匹配，实现待修配扣板顶点与理论扣板顶点的准确配对，以及待修配扣板槽顶点与理论扣板槽顶点的准确配对，基于SVD算法，分别计算两个扣板及两个扣板槽的位姿矩阵，实现待修配扣板与理论扣板、待修配扣板槽与理论扣板槽的空间位姿粗对齐；基于ICP算法，对粗对齐后的两个扣板及两个扣板槽进行精配准，使待修配扣板及扣板槽与理论扣板及扣板槽空间位姿精对齐，从而实现待修配扣板与待修配扣板槽从空间随机姿态到装配状态的转化；步骤5，扣板及扣板槽闭合对缝测量：根据步骤4中的待修配扣板及扣板槽点云空间位姿变换矩阵，对步骤3中扣板及扣板槽内外轮廓线进行位姿变换，得到空间位姿为装配状态的扣板及扣板槽的各自棱线，计算扣板外轮廓线每个点到同一位置扣板槽内轮廓线点的距离，作为扣板与扣板槽对缝的测量；步骤6，扣板修配量计算：建立对缝信息数据库，定义修配量信息计算数学模型，并在对缝信息数据库中预存多种修配方式模板；构建扣板及扣板槽对缝测量算法与修配量数据库的信息传输接口，实现扣板及扣板槽对缝测量算法与对缝信息数据库实时数据交互；将步骤5中计算的对缝信息实时存储至对缝信息数据库中，并利用修配信息数学模型计算出修配量，与对缝信息数据库中修配方式模板进行匹配，最终将当前扣板各个位置的修配量信息、修配方式及待修配位置的点云索引返回。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种基于特征顶点的航空扣板类零件修配量提取方法

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