[发明专利]一种表面微小损伤的高精度量化方法

说明书

本发明公开了一种表面微小损伤的高精度量化方法，采用激光扫描仪对被测样件表面进行扫描得到损伤形貌的三维点云数据，对于高速滑动电接触损伤形貌的高精度测量问题，根据扫描数据线型分布的特点，提出了以扫描数据的每条扫描线为处理对象，采用迭代求差的方法，提取出损伤边界点。利用最近邻域搜索的方法确定位于同一边界线上的边界点，根据以上结果结合数据配准技术，提取出损伤区域，在此基础上结合三角剖分思想把损伤区域的点云数据进行三角剖分，剔除不同损伤区域边界产生的异常三角形后，计算得到高精度的损伤区域体积和质量，为减小表面损伤措施的建立提供重要依据，提高了提取的损伤形貌的精度。

技术领域

本发明涉及损伤识别技术领域，尤其涉及一种表面微小损伤的高精度量化方法。

背景技术

高速滑动电接触在航天发射、电磁发射设备中有广泛的应用，在大载流以及高速运行的条件下，其表面极易产生烧蚀、磨损、刨蚀等损伤，严重影响其正常使用寿命和工作效率。

高速滑动电接触表面损伤有效的检测方法对及时掌握其损伤情况制定有效的防护措施避免不必要的财产损失和人员伤亡有重要意义。关于高速滑动电接触表面损伤形成机理及分析等方面，国内外学者做了较多研究。但是大载流(大于200KA)超高速滑动的条件对于表面微小损伤的检测识别提出了更高的量化要求。

现有技术主要是从观察高速滑动电接触表面损伤的微、宏观结构出发，分析产生损伤的机理，以及另一种主要分析各种物理量对损伤的定性影响并不太适用于高精密设备的研究，很少涉及到高速电接触表面损伤的高精度定量分析。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种表面微小损伤的高精度量化方法，得到高精度的损伤区域体积和质量。

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明的技术方案为：

一种表面微小损伤的高精度量化方法，包括：

1)、对被测样件进行扫描，得到被测样件表面的三维点云数据；

2)、以扫描数据的每条扫描线为处理对象，对采样数据进行预处理，并根据迭代求差算法提取出损伤边界点；

3)、根据最近邻域搜索法以及数据配准技术对损伤边界点进行处理，确定损伤边界和损伤区域；

4)、对所述损伤区域的三维点云数据进行三角剖分，剔除三角剖分后产生的异常三角形，得到高精度的损伤区域体积和质量。

确定损伤边界和损伤区域后还包括对提取出损伤区域数据进行计算，得到损伤区域三维点云数据的曲率，并以RGB彩色信息的方式显示出损伤区域点云的曲率变化。

所述异常三角形为不同的损伤区域边界三维点数据之间进行三角剖分后，产生的异常三角形。

所述步骤1)具体包括：

将被测样件置于二维激光扫描仪下，通过高低螺筒，调节样件距离二维激光扫描仪的距离，得到样件表面的三维点云数据。

所述步骤2)具体包括：

2.1、以扫描数据的每条扫描线为处理对象，对采样数据进行预处理之后，根据最小二乘法设定基准平面；

2.2、在基准平面的所有Z轴坐标值基础上增加±l的余量；

2.3、提取出所有Z坐标值在Z-l＜Z＜Z+l范围的三维点云数据；

2.4、用被提取的三维点云数据的后一个数据点的X轴坐标值减去前一个数据点的X轴坐标值，当X_i+1-X_i＞ε时，保留第i个和第i+1个数据点，其中，i＝0、1、2、...n-1，n为被提取的三维点云数据中扫描线上总的点云数，ε为扫描线上每个点的X轴坐标值依次增加量；