【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维测量领域，特别涉及一种基于聚类方法的蜂窝点云轮廓包络面提取装置及方法。
技术介绍
1、随着航空制造技术的快速发展，飞机结构逐渐从以铝合金和钢为主向复合材料结构过渡。为得到大的推重比，满足所需的强度及刚度要求以及更符合损伤容限的设计要求，飞机结构中大量采用了蜂窝芯夹层结构等轻质材料或结构。大量的蜂窝芯夹层结构复合材料已经被成功地应用在飞机的主、次承力结构，如雷达罩、机翼、机身、尾翼、以及地板部位。
2、蜂窝芯结构由各种形状的蜂窝单元有次第的排列组合而成，在结构上类似蜜蜂巢穴呈空心六方晶格，边长一般在2mm－5mm之间。蜂窝芯类零件上下表面是密集排列的孔，侧面为切割后不完整的蜂窝芯孔壁。蜂窝芯孔壁厚一般在0.05mm－0.1mm，蜂窝芯壁的截面面积占总表面面积的比例不超过10％。蜂窝芯结构的特殊性对加工质量检测带来了较大的困难。
3、由于蜂窝芯零件外形轮廓一般为蜂窝隔孔端面，多格孔不连续性使得常规测量手段无法施行，因而外形型面的测量为加工质量测量的难点。当前一些航空制造企业通过加工与蜂窝芯外形相反的靠模，来检测蜂窝芯的形状精度。将蜂窝芯填充到靠模中，通过视检蜂窝芯与靠模之间的贴合程度，评判蜂窝芯的外形加工质量。但这种方法存在弊端，一种靠模只能专门检测单一形状蜂窝芯零件，在精度和效率方面仍有不足。另外，由于蜂窝壁极薄且蜂窝芯格孔尺寸远大于三坐标测量机测头直径，三坐标测量机测头无法直接定位到蜂窝壁位置，容易落入格孔内部，故不能直接触测以采集测量数据。
4、理想的蜂窝芯材料应该是由按一
5、三维激光扫描仪主要用于测量连续曲面表面的点云数据，输出结果为稠密的三角网格数据，对于镂空的蜂窝芯网格结构测量效果并不理想，其原因是扫描仪的光栅投影到镂空结构内部，镂空结构内部也一并测量，但需要重点测量的网格交点反而受到镂空内部点云的影响，无法单独获取其三维信息。
技术实现思路
1、本专利技术的技术问题是：
2、靠模方法和常规接触式测量方法在测量多格孔不连续的薄壁蜂窝结构时，存在效率低、无法测量等问题。而利用三维激光扫描仪扫描获得的蜂窝点云受边缘毛刺、镂空结构影响，会存在部分冗余数据，无法精确获得蜂窝外形轮廓。
3、本专利技术的目的是：
4、蜂窝扫描点云在采集过程中不可避免地会混入一些噪声点，这些噪声点包括蜂窝芯材料自身噪声、激光扫描仪误差噪声以及测量环境引起的噪声。其中，噪声主要来源为蜂窝芯材料自身噪声，以蜂窝芯加工过程中的毛刺、蜂窝内部镂空结构等冗余点云为主。噪声点的存在会对蜂窝芯外形检测数据造成影响。本专利技术针对上述问题，专利技术一种基于聚类的蜂窝点云外形轮廓包络面提取方法，针对蜂窝扫描点云中的噪声，特别是边缘毛刺和内部镂空结构进行噪声去除和包络面提取，保证点云数据的有效性与外形测量准确性。
5、本专利技术的技术方案是：
6、本专利技术专利技术了一种基于聚类的方法，可以对扫描点云中边缘毛刺部分和内部镂空结构进行去除，实现蜂窝扫描点云外形轮廓包络面提取。
7、本专利技术的优点和有益效果是：
8、本专利技术将一种基于聚类方法的蜂窝点云外形轮廓包络面提取方法应用于蜂窝三维外形测量领域，解决了激光扫描获取蜂窝外形过程中噪声点云干扰蜂窝实际外形获取的问题，有效消除了蜂窝边缘毛刺和内部镂空结构等冗余数据点，保证了点云数据的有效性与外形测量准确性，在一定程度上提升了经济效益。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于聚类方法的蜂窝点云轮廓包络面提取方法，用于蜂窝芯材料，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤S1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤S2包括以下子步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤S3包括以下子步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤S4包括以下子步骤：
6.根据权利要求1－5中任意一项所述的方法，其特征在于，其中：
7.根据权利要求1－5中任意一项所述的方法，其特征在于，其中：
8.根据权利要求1－5中任意一项所述的方法，其特征在于，其中：
9.一种基于聚类方法的蜂窝点云轮廓包络面提取装置，用于执行权利要求1－8中任意一项所述的方法，其特征在于，包括：三维扫描仪(1)、待测蜂窝芯材料(2)、数据传输线(3)、计算机(4)；
【技术特征摘要】
1.一种基于聚类方法的蜂窝点云轮廓包络面提取方法，用于蜂窝芯材料，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤s1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤s2包括以下子步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤s3包括以下子步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步骤s4包括以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾真，张舜，沈枭，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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