【技术实现步骤摘要】
一种穿孔模型半径、深度测量系统及方法
[0001]本专利技术涉及测量
，具体涉及一种穿孔模型半径、深度测量方法。
技术介绍
[0002]近年来随着机器元件的微型化，对制作加工的精度要求越来越高。因此精密器件的产后检测显得极为重要，如若实际生产的尺寸与需求误差过大会影响产品的质量和工作效率进而产生更加严重的后果。
[0003]目前，对于元件的测量主要包括接触式测量和非接触式测量。接触式测量中卡尺、千分尺、三坐标测量机均存在测量效果较差、效率低、应用范围有限的缺陷；而非接触式测量中结构光测量、激光扫描技术易受光照等因素的影响，测量精度差。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种测量效率高、精度高的穿孔模型的半径、深度测量方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种穿孔模型半径、深度测量系统，包括三维移动装置、光谱共焦传感器和计算机；所述三维移动装置包括横向移动板件、纵向移动板件和竖向移动架；待测量的穿孔模型固定于横向移动板件上，横向移动板件安装于...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种穿孔模型半径、深度测量系统，其特征在于，包括三维移动装置、光谱共焦传感器和计算机；所述三维移动装置包括横向移动板件、纵向移动板件和竖向移动架；待测量的穿孔模型固定于横向移动板件上，横向移动板件安装于纵向移动板件上，纵向移动板件设于测量平台上；所述竖向移动架呈L型，竖向移动架的水平端固定有光谱共焦传感器，光谱共焦传感器的探头竖直向下；所述光谱共焦传感器和三维移动装置均分别与计算机相连，计算机可控制三维移动装置的横向移动板件、纵向移动板件和竖向移动架移动。2.一种穿孔模型半径、深度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：搭建权利要求1所述的穿孔模型半径、深度测量系统，建立三维直角坐标系，利用穿孔模型半径、深度测量系统的探头扫描穿孔模型，获得穿孔模型的三维点云数据；S2：对三维点云数据进行无效点去除、点云滤波去噪、点云分割的操作处理，并更新三维点云数据；S3：将步骤S2获得的三维点云数据所在的空间平面方程与空间圆心的空间圆拟合，利用最小二乘法求解线性模型代入空间圆方程，获得穿孔模型在该位置的半径值数据，再计算深度值数据。3.如权利要求2所述的穿孔模型半径、深度测量方法，其特征在于，S3中半径值数据的具体计算方法为：将穿孔模型顶部数据所在的空间平面方程与空间圆心的空间圆拟合，利用最小二乘法求解线性回归模型代入空间圆方程，得到穿孔模型的半径；基于线性回归模型的空间圆拟合方法如下：（1）、定义空间平面方程的一般式，其中、、分别为该平面法向量的三个分量；（2）、在分割后的点云数据集合（2）、在分割后的点云数据集合中任意取N次三个点、、；（3）、法向量公式，其中表示向量的叉积，代入上述三个随机点得，其中即为法向量的三个分量；（4）、任意选择一点，利用点法式计算空间平面方程：，进一步可以得到：；因此，空间平面方程的系数为：；因此，空间平面方程为：
；（5）、假设空间圆的圆心为，则空间圆的一般方程为：，其中R为空间圆的半径；（6）、将第二步N次任取的三个点代入空间圆方程中，得到如下方程：，整理得到：；（7）、建立系数方程：；（8）、通过系数方程可以求得空间圆心坐标；（9）、将点云集合上的每个点到圆心的距离作为因变量，样本点坐标作为自变量，建立线性回归模型：对于每个点到圆心的距离d
i
可以表示为：，也即，上式中表示点的坐标，为圆心坐标；（10）、将每个点到圆心的距离平方作为因变量，各个点的坐标为自变量，构建设计矩阵和响应向量：，其中表示样本点的数量，>4；中每一行对应一个样本点的坐标，第一列全部为1，对应线性回归模型中的截距；（11）、利用最小二乘法求解线性回归模型：
，其中，表示模型参数，表示误差，利用最小二乘法求出参数向量；由构成，是线性回归模型的系数；（12）、将线性回归模型和代入空间圆方程中得到：，根据样本点可以得到线性方程组，解开方程组，求得半径R数据；（13）、利用点到空间平面的距离求平均值的方法，获得穿孔模型的深度数据。4.如权利要求3所述的穿孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪汉玉，周健，章秀华，张晓庆，夏康，张志荣，高耀，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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