[发明专利]基于多尺度网格顶点平均坡度的零件外形差异检测方法

权利要求书

1.一种基于多尺度网格顶点平均坡度的零件外形差异检测方法，包括如下步骤：

（1）将不同属性的零件分成两组，分别称为对照组C_g和研究组S_g，两组样本的数目相等或接近；

（2）设定三维空间直角坐标系，并按照几何特征将所有的零件在同一坐标系内配准；

（3）用三维摄像机扫描配准后的每一个零件，得到零件的三维图像；

（4）采用三角形网格逐级剖分法，对初始级三角形网格G₀进行L级剖分得到各级别G_j,1≤j≤L，j称为网格G_j的尺度，且G_L为最精细网格，G₀为最粗糙网格；

（5）记第j级三角网格G_j中任意顶点为p，定义顶点p的1-环邻域内的顶点构成的集合为E_p，并用集合E_p内的所有顶点分别构造得到一个平面f_p和近似圆C_p，分别计算顶点p到该平面f_p的距离d_p和近似圆C_p的半径R_p；

（6）依据距离d_p和半径R_p，计算顶点p的顶点平均坡度Q_p值：

Qp=dpRp;---1)]]>

（7）对各尺度网格上各顶点的顶点平均坡度Q_p值进行双样本T-检验，初步筛选出各尺度上的差异顶点集合J₀，再对差异顶点集合J₀中的顶点进行二次筛选，得到差异顶点集合J；

（8）针对差异顶点集合J内的每个顶点p，分别计算对照组C_g和研究组S_g两组样本中该顶点的顶点平均坡度Q_p值的均值和标准差，构成表征形状差异的大小向量其中k是顶点p所在网格的尺度，是顶点p在对照组C_g中的顶点平均坡度Q_p值的均值，是顶点p在对照组C_g中的顶点平均坡度Q_p值的标准差，是顶点p在对照组S_g中的顶点平均坡度Q_p值的均值，是顶点p在对照组S_g中的顶点平均坡度Q_p值的标准差；

（9）针对差异顶点集合J内的每个顶点p，计算对照组C_g内所有样本相应顶点的坐标平均值，构成表征形状差异的位置向量：T=(k,T_x,T_y,T_z)，

其中，k是顶点p所在网格的尺度，T_x是对照组C_g内所有样本相应顶点的x轴坐标平均值，T_y是对照组C_g内所有样本相应顶点的y轴坐标平均值，T_z是对照组C_g内所有样本相应顶点的z轴坐标平均值，且

Tx=1CnΣm=1Cnpxm,]]>Ty=1CnΣm=1Cnpym,]]>Tz=1CnΣm=1Cnpzm,p∈J---2)]]>

式中是第m个零件的顶点p的x轴坐标，是第m个零件的顶点p的y轴坐标，是第m个零件的顶点p的z轴坐标，C_n为对照组C_g内所有零件样本的个数；

（10）针对差异顶点集合J内的每个顶点p，计算该顶点的顶点平均坡度Q_p的显著性水平值g和该顶点所在的尺度k，构成表征形状差异的可靠度向量F=(k,g)；

（11）用大小向量U、位置向量T和可靠度向量F这三个向量共同刻画出对照组C_g和研究组S_g两组样本间的形状差异，即针对特定尺度上的某个顶点，用大小向量U刻画出该顶点上两组样本间零件形状差异的大小，用位置向量T描述该顶点上两组样本间零件形状差异所在的位置，用可靠度向量F描述在顶点平均坡度指标下形状存在显著性差异的可靠性。