一种曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102494657A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102494657A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110412612.8(22)申请日2011.12.12(71)申请人北京建筑工程学院地址100044北京市西城区展览馆路1号(72)发明人胡云岗王晏民(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人史霞(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)G01B11/24(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1111页页附图附图33页(54)发明名称一种曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法(57)摘要本发明涉及曲面工件轮廓线的测量及检测方法，公开了一种曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法。在本发明中，利用测头沿截面轮廓标注线扫描取点，形成测头轮廓线点云，并在截面轮廓标注线的左右两侧各增加一条扫描线，对于测头轮廓线点云中任一点P附近选取距离最近的若干点，并构建出拟合平面，通过拟合平面法矢实现点P的测球半径补偿P’。利用该方法经投影计算后，可得到设计位置的测量轮廓线点云数据。本发明测量精度高，尤其可满足具有复杂曲面的大型工件的轮廓线测量及质量检测的要求。CN10249657ACN102494657A权利要求书1/2页1.一种曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用测头沿待测工件的截面轮廓线扫描取点，形成测头轮廓线点云，利用测头在所述截面轮廓线的左右两侧各增加至少一条扫描线，形成至少一条左线点云和至少一条右线点云；步骤二、提取所述测头轮廓线点云中的点P，从所述测头轮廓线点云中提取与点P距离最近的至少两个点，并且从每一条所述左线点云中均提取与所述测头轮廓线点云中的点P距离最近的至少一个点，从每一条所述右线点云中均提取与所述测头轮廓线点云中的点P距离最近的至少一个点，形成点组，利用所述点组拟合平面，并得到所述拟合平面的法矢，对点P沿法矢方向进行半径补偿，得到半径补偿点P’；步骤三、重复步骤二，得到由与所述测头轮廓线点云中的点对应的半径补偿点构成的截面轮廓线点云。2.如权利要求1所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述步骤一中，利用测头在所述截面轮廓线的左右两侧各增加的扫描线的个数为一条。3.如权利要求2所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述步骤二中，从所述测头轮廓线点云中提取位于点P前方的一个点和位于点P后方的一个点，从所述一条左线点云中提取与点P距离最近的两个点，从所述一条右线点云中提取与点P距离最近的两个点。4.如权利要求1所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述步骤一中，利用测头沿待测工件的截面轮廓线扫描取点，是通过以下方式实现的：将所述待测工件表面的截面轮廓线手工标注成截面轮廓标注线，选定待测工件的基准测量坐标系，使所述截面轮廓标注线所在平面垂直于所述基准测量坐标系的一个坐标轴，利用测头沿所述截面轮廓标注线扫描取点。5.如权利要求4所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述步骤一中，利用测头沿待测工件的截面轮廓线扫描取点，形成测头轮廓线点云，利用测头在所述截面轮廓线的左右两侧各增加至少一条扫描线，形成至少一条左线点云和至少一条右线点云，是通过以下方式实现的：利用测头沿待测工件截面轮廓线扫描取点，将扫描得到的点由测量系统的系统坐标系变换至基准测量坐标系内，形成测头轮廓线点云，利用测头在所述截面轮廓线的左右两侧各增加至少一条扫描线，将扫描得到的点由测量系统的系统坐标系变换至基准测量坐标系内，形成至少一条左线点云和至少一条右线点云。6.如权利要求5所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述步骤一中，利用测头沿截面轮廓线扫描取点，将扫描得到的点由测量系统的系统坐标系变换至基准测量坐标系内，形成测头轮廓线点云，利用测头在所述截面轮廓线的左右两侧各增加至少一条扫描线，将扫描得到的点由测量系统的系统坐标系变换至基准测量坐标系内，形成至少一条左线点云和至少一条右线点云，其中，将扫描得到的点由测量系统的系统坐标系变换至基准测量坐标系内，是通过以下方式实现的：2CN102494657A权利要求书2/2页在所述待测工件的表面或附近选定基准点，且所述系统坐标系与所述基准测量坐标系共有至少三个基准点，所述系统坐标系通过所述至少三个基准点变换至所述基准测量坐标系。7.如权利要求6所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述系统坐标系与所述基准测量坐标系共有的基准点的个数在四个以上。8.如权利要求6或7所述的曲面轮廓测量及检测的测头半径补偿方法，其特征在于，所述系统坐标系还