一种基于激光测试工件缝隙值的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光测试工件缝隙值的方法及系统，用于解决现有缝隙测量中存在的测量精度低、自动判断能力不足的问题，包括有阶差缝隙判定方法和无阶差缝隙判定方法。有阶差缝隙判定方法为利用缝隙判定参数判断激光线扫描传感器测得二维轮廓数据中是否具有连续的三个平面，且中间的平面位于左右平面的下方，若存在则物体具有有阶差缝隙，缝隙大小等于轮廓数据中中间平面的长度值，即第一个平面与第二个平面交点B1和第二个平面与第三个平面交点C1的X轴数值的差值的绝对值。无阶差缝隙判定则通过逐点比较相邻两点的X轴数值大小是否大于缝隙距离判定参数，若存在相邻两点间距离D大于缝隙判定参数，则被测物体具有无阶差缝隙，缝隙大小等于D。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测试工件缝隙值的方法及系统
本专利技术属于测试计量
，特别涉及一种基于激光测试工件缝隙值的方法及系统。
技术介绍
对工件缝隙的检测，传统方法是利用卡尺和塞尺手动测试。测试时，用肉眼观察被测工件外形或拼接部位是否具有缝隙，然后通过观察所得的缝隙大致大小，选择满足测试范围和测量精度的卡尺和塞尺组合测试。这种测试方法测试步骤复杂，测试效率低，在测试过程中耗费了大量的人力。测试结果具有较大的人员误差。且测试过程中卡尺和塞尺易磨损被测工件，无法满足对缝隙的无损快速测量。在各种新型测试方法中，激光因具有单色性好，相干性好，方向性好，亮度高的优点，是最为常用的光学测量方法。激光技术的应用，提供了一种非接触式的测量物体缝隙的方法。激光测试作为一种光源式的测试方法，利用接收到的光波在物体表面的反射与漫反射可以快速复现物体表面轮廓，且具有精度高、非接触的特点，使用激光传感器测量缝隙值在理论上具有极大的可行性。但是激光测量精度随工作环境的影响呈现剧烈的变化，要达到高精度的要求必须在测试仪和被测工件都固定的情况下进行，适用范围较小。若能够使用手持式激光测试仪测试工件缝隙，将改变传统激光测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设置参数，所述参数包括缝隙判定参数、去跳变点参数以及倾斜校准参数；(2)利用激光传感器扫描被测工件，获取被测工件轮廓数据，并将被测工件轮廓数据解析为二维轮廓数据，所述二维轮廓数据为包含N个采集点的X轴数据与包含N个采集点的Z轴数据，其中，N为被测工件轮廓数据内所有采集点的总数；(3)根据去跳变点参数对二维轮廓数据进行去跳变点处理；(4)根据倾斜校准参数对去除跳变点后的二维轮廓数据进行倾斜校准，得到与真实二维轮廓数据相似的二维轮廓数据；(5)根据缝隙判定参数，采用有阶差缝隙判定方法判定步骤(4)得到的二维轮廓数据中是否具有有阶...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设置参数，所述参数包括缝隙判定参数、去跳变点参数以及倾斜校准参数；(2)利用激光传感器扫描被测工件，获取被测工件轮廓数据，并将被测工件轮廓数据解析为二维轮廓数据，所述二维轮廓数据为包含N个采集点的X轴数据与包含N个采集点的Z轴数据，其中，N为被测工件轮廓数据内所有采集点的总数；(3)根据去跳变点参数对二维轮廓数据进行去跳变点处理；(4)根据倾斜校准参数对去除跳变点后的二维轮廓数据进行倾斜校准，得到与真实二维轮廓数据相似的二维轮廓数据；(5)根据缝隙判定参数，采用有阶差缝隙判定方法判定步骤(4)得到的二维轮廓数据中是否具有有阶差缝隙，若有，则得到有阶差缝隙的缝隙起点B1和缝隙终点C1；若无，则采用无阶差缝隙判定方法判定步骤(4)得到的二维轮廓数据中是否具有无阶差缝隙，若有，则得到无阶差缝隙的缝隙起点B2和缝隙终点C2；(6)计算有阶差缝隙的缝隙起点B1和缝隙终点C1的X轴数据的差值或无阶差缝隙的缝隙起点B2和缝隙终点C2的X轴数据的差值，并将其差值的绝对值作为缝隙值。2.根据权利要求1所述的基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，所述缝隙判定参数包括：基准线位置Ld、基准长度Lb、基准判定系数Mb、测量长度Lg、测量方向Md、基准选取长度Nb、缝隙判定终点Ng、缝隙判定系数MG、缝隙判定长度NG；所述去跳变点参数包括跳变判定系数MB、跳变判定长度NB；所述倾斜校准参数包括倾斜校准系数ML和倾斜校准长度NL。3.根据权利要求2所述的基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，所述步骤(3)的对二维轮廓数据进行去跳变点处理，其具体包括：从二维轮廓数据中第NB个采集点开始，分别逐点选取其前NB个采集点和后NB个采集点，其中，NB为用于判定跳变点的比较点个数；分别将前NB个采集点和后NB个采集点与该采集点进行比较，若均有NB-2个以上的采集点与该采集点Z轴数据的差值的绝对值大于跳变判定系数MB，则判定该采集点为跳变点；将该跳变点用其前面NB个采集点的Z轴数据平均值代替。4.根据权利要求3所述的基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，所述步骤(4)的对去除跳变点后的二维轮廓数据进行倾斜校准，其具体包括：若当前采集点与其前后采集点Z轴数据的差值的绝对值小于倾斜校准系数ML，则判定该采集点为波动较小的采集点，从第二个采集点开始逐点判定采集点是否为波动较小的采集点，若存在连续NL个Z轴数据波动较小的采集点，则将该NL个采集点的X轴数据、Z轴数据依次分别记录在数组XL[NL]和ZL[NL]中；利用最小二乘法拟合上述数组XL[NL]和ZL[NL]中的采集点，求出斜率k和零点b的大小；设n为选取的采集点个数，此处n的大小等于倾斜校准长度NL，则线性变换系数斜率k计算式为：零点b计算式为：其中，XL[i]为数组中第i个元素的X轴数据，ZL[i]为数组中第i个元素的Z轴数据；倾斜夹角α大小由α＝atan(k)计算；利用旋转算法将数组XL[NL]和ZL[NL]中的数据逐点变换，令x为X轴数据，z为Z轴数据，x'为旋转后的X轴数据，z'为旋转后的Z轴数据，由欧拉旋转定理可知，旋转后采集点的X轴数据计算式为：x'＝xcos(α)+zsin(α)；旋转后采集点的Z轴数据计算式为：z'＝-xsin(α)+zcos(α)。5.根据权利要求4所述的基于激光测试工件缝隙值的方法，其特征在于，所述步骤(5)的有阶差缝隙判定方法判定过程包括：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学海，胡文翔，黄杨笃优，陈俊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51