一种用于再制造修复的破损模型解算方法技术

本发明专利技术公开一种用于再制造修复的破损模型解算方法，涉及机械制造技术领域，所述方法包括：获取测量模型；确定匹配对；确定匹配阈；形成破损模型。本发明专利技术提供的用于再制造修复的破损模型解算算法简单、易于工业化推广，具有自动化程度高、使用范围广、解算精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于再制造修复的破损模型解算方法
本专利技术涉及机械制造
，具体地讲，涉及一种用于再制造修复的破损模型解算方法。
技术介绍
对于破损、废旧产品进行产业化维修和再利用，能够大量减少资源消耗和环境污染，这种方式推动了再制造产业的快速发展。在再制造工程中，对于金属零件实施修复的基础是表面工程技术，即在零件的破损区域制备一层涂层，恢复其原有的几何尺寸和表面性能。随着表面工程技术的发展，针对损伤零件修复的堆焊、喷涂、电刷镀和激光熔敷等技术得到快速发展。但上述再制造加工过程普遍自动化程度低，很多情况下只能依靠简单设备，手工操作进行修复。即使采用机器人、数控等设备通常也是由人工规划修复路径进行加工。究其原因主要是再制造加工对象都是意外损伤或长期服役而报废的废旧产品，这些产品通常具有多样性，小批量，个性化的特点，不能通过编制固定的工作程序来实现流水线方式的生产。由此可见，要提高再制造修复过程的自动化和智能化水平，迫切需要一种快速有效的手段对零件表面的破损情况进行检测和分析。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种用于再制造修复的破损模型解算方法，用于解决现有再制造加工过程中，无法检测零件破损情况的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于再制造修复的破损模型解算方法所述方法包括：获取测量模型：获取修复零件的测量模型；确定匹配对：将所述测量模型与所述修复零件的标准设计模型进行匹配，得到匹配对；确定匹配阈：计算所述匹配对的匹配偏差，当所述匹配偏差满足匹配精度时，根据所述匹配偏差确定匹配阈；形成破损模型：根据所述匹配阈在所述匹配对中选取破损匹配对形成所述修复零件的破损模型。进一步的，所述将所述测量模型与所述修复零件的标准设计模型进行匹配，得到匹配对包括：根据所述标准设计模型的几何特征点，对所述测量模型与标准设计模型进行粗匹配，得到初始匹配对；以所述初始匹配对为基础，通过迭代对应点匹配算法对所述测量模型与所述标准设计模型进行精准匹配，得到匹配对。进一步的，所述计算所述匹配对的匹配偏差，当所述匹配偏差满足匹配精度时，根据所述匹配偏差确定匹配阈包括：根据各个匹配对的坐标计算各个匹配对的偏差，将各个匹配对偏差的平均值作为匹配对的匹配偏差；当所述匹配偏差大于预设精度值时，建立所述匹配阈与所述匹配偏差之间的函数关系。进一步的，所述根据所述匹配阈在所述匹配对中选取破损匹配对形成所述修复零件的破损模型包括：在所有匹配对中选取匹配对偏差大于所述匹配阈的破损匹配对形成所述破损模型。进一步的，所述方法还包括：打印修复：对所述破损模型进行三角化封装，得到立体平板印刷模型；通过3D打印修复系统打印所述立体平板印刷模型对所述修复零件进行修复。进一步的，所述获取修复零件的测量模型包括：对三维扫描系统进行标定；将所述三维扫描系统的坐标系转换为3D打印修复系统的坐标系；利用转换后的三维扫描系统获取所述修复零件表面三维点云数据；对所述三维点云数据进行优化处理，得到修复零件的测量模型。进一步的，所述对三维扫描系统进行标定包括：采集标定图像并识别所述标定图像中的标志点；重建所述标志点的三维坐标；对所有相机的内参数、外参数及所述标志点的三维坐标进行优化；输出优化后所述相机的内参数和外参数。进一步的，所述三维扫描系统包括左相机和右相机，所述输出优化后所述相机的内参数和外参数包括：分别输出优化后所述左相机和所述右相机的内参数和外参数；对所述左相机的内参数和所述右相机的内参数进行转换，得到所述左右相机坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵T。进一步的，所述将所述三维扫描系统的坐标系转换为3D打印修复系统的坐标系包括：在空间固定多个固定点；用标定过的三维扫描系统测量所述固定点，得到坐标P；用所述3D打印修复系统测量所述固定点，得到坐标Q；则：Q＝M×P；其中，M为标定过的三维扫描系统坐标系omxmymzm到3D打印修复系统坐标系orxryrzr的齐次变换矩阵。进一步的，所述利用转换后的三维扫描系统获取修复零件表面三维点云数据包括：投影数幅特定编码的结构光到修复零件上，并采用两个相机同步采集条纹图像；对所述条纹图像进行解码和相位解算；利用匹配技术和三角测量原理，计算出两个相机公共视区内像素点的三维坐标。所述对所述三维点云数据进行优化处理，得到修复零件的测量模型包括：对多次测量的点云数据进行融合、简化处理；对简化处理后的点云数据进行降噪、三角化处理，得到修复零件的测量模型。本专利技术提供的一种用于再制造修复的破损模型解算方法，通过对比修复件标准设计模型及其测量模型中的匹配对，从所有匹配对中找出破损区域对应的破损匹配对，形成修复件的破损模型，完成对修复件破损模型的解算。相较于现有技术，本专利技术的破损模型解算算法简单、易于工业化推广，具有自动化程度高、使用范围广、解算精度高的优点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种用于再制造修复的破损模型解算方法的流程图；图2为本专利技术实施例中三维扫描系统进行标定的原理示意图；图3为本专利技术实施例获取修复零件表面三维点云数据的原理示意图；图4为本专利技术实施例获得修复零件表面三维点云数据的示意图；图5a为本专利技术实施例中一种被测对象；图5b为图5a框图中所示深槽的点云测量结果示意图；图6a为本专利技术实施例融合前的点云图像；图6b为本专利技术实施例融合后的点云图像；图7a为本专利技术实施例简化前的点云图像；图7b为本专利技术实施例简化后的点云图像；图8为本专利技术实施例点云数据三角化处理结果示意图；图9a为本专利技术另一实施例修复零件的CAD标准设计模型示意图；图9b为图9a对应的修复零件测量得到的三维点云模型示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在一个实施例中，本专利技术提供一种用于再制造修复的破损模型解算方法，如图1所示：所述用于再制造修复的破损模型解算方法包括：S101、获取测量模型；本步骤用于获取修复零件的测量模型；具体包括：S1011、对三维扫描系统进行标定；三维扫描属于双目视觉范畴，测量前首先要标定出其所用立体像机的内参数和两像机之间的相对位置关系。为提高系统标定的精度，充分考虑标定板及其表面标记点在实际加工制造中的误差，利用摄影测量光束平差算法优化初始标定结果，既调整摄像机内参数、外参数，同时也调整标定平面模板特征点的世界坐标，既考虑了标定物的世界坐标误差，也对镜头实际成像中的径向畸变、切向畸变和薄棱镜畸变进行了全面考虑，因此能够大大提高标定精度。具体标定流程主要包括以下步骤：S201、采集标定图像并识别所述标定图像中的标志点。本步骤中通过对标定板上图像的采集来获得标定图像。如图2所示，所述标定板包括有编码ID的编码点和非编码点，本实施例中，将编码点和非编码点公共作为标志点。本步骤，首先对标定图像上的标志点进行像素级的边缘提取，然后经过亚像素提取、中心点拟合获得标志点的中心坐标，最后识别编码点的编号ID。S202、重建所述标志点的三维坐标；具体的，先重建编码点的三维坐标：利用前两幅图片中公共的编码点进行相对定向计算，重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述方法包括：获取测量模型：获取修复零件的测量模型；确定匹配对：将所述测量模型与所述修复零件的标准设计模型进行匹配，得到匹配对；确定匹配阈：计算所述匹配对的匹配偏差，当所述匹配偏差满足匹配精度时，根据所述匹配偏差确定匹配阈；形成破损模型：根据所述匹配阈在所述匹配对中选取破损匹配对形成所述修复零件的破损模型。

【技术特征摘要】
1.一种用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述方法包括：获取测量模型：获取修复零件的测量模型；确定匹配对：将所述测量模型与所述修复零件的标准设计模型进行匹配，得到匹配对；确定匹配阈：计算所述匹配对的匹配偏差，当所述匹配偏差满足匹配精度时，根据所述匹配偏差确定匹配阈；形成破损模型：根据所述匹配阈在所述匹配对中选取破损匹配对形成所述修复零件的破损模型。2.根据权利要求1所述的用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述将所述测量模型与所述修复零件的标准设计模型进行匹配，得到匹配对包括：根据所述标准设计模型的几何特征点，对所述测量模型与标准设计模型进行粗匹配，得到初始匹配对；以所述初始匹配对为基础，通过迭代对应点匹配算法对所述测量模型与所述标准设计模型进行精准匹配，得到匹配对。3.根据权利要求1或2所述的用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述计算所述匹配对的匹配偏差，当所述匹配偏差满足匹配精度时，根据所述匹配偏差确定匹配阈包括：根据各个匹配对的坐标计算各个匹配对的偏差，将各个匹配对偏差的平均值作为匹配对的匹配偏差；当所述匹配偏差大于预设精度值时，建立所述匹配阈与所述匹配偏差之间的函数关系。4.根据权利要求3所述的用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述根据所述匹配阈在所述匹配对中选取破损匹配对形成所述修复零件的破损模型包括：在所有匹配对中选取匹配对偏差大于所述匹配阈的破损匹配对形成所述破损模型。5.根据权利要求1所述的用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述方法还包括：打印修复：对所述破损模型进行三角化封装，得到立体平板印刷模型；通过3D打印修复系统打印所述立体平板印刷模型对所述修复零件进行修复。6.根据权利要求5所述的用于再制造修复的破损模型解算方法，其特征在于，所述获取修复零件的测量模型包括：对三维扫描系统进行标定；将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩，唐正宗，任茂栋，魏斌，冯超，
申请(专利权)人：西安新拓三维光测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61