[发明专利]一种基于端面提取的飞机蒙皮对缝间隙计算方法

权利要求书

1.一种基于端面提取的飞机蒙皮对缝间隙计算方法， 其特征在于，所述飞机蒙皮对缝间隙提取方法包括：

S1：获取飞机蒙皮的实测点云数据；

S2：对实测点云数据进行栅格化处理，将实测点云数据划分为多个小块的栅格点云数据；

S3：通过主成分分析计算栅格平面度，提取其中的平面栅格；

S4：构建驱动模型，公式如下所示：

式中，r_i是点p_i到待拟合平面的投影距离，θ(r_i)是高斯权重函数；具体表达式如下所示：

式中，p_i是平面栅格中点的坐标，是平面栅格点云重心坐标，c是一个常量值，n是待拟合平面的单位法向量，n满足条件||n||＝1；

采用拉格朗日乘数法构造驱动模型求解函数，公式如下所示：

式中，f(n)驱动模型求解函数，n是待拟合平面的单位法向量，λ是拉格朗日乘子，θ(r_i)是高斯权重函数；

当f(n)取最小值时的n，即是待拟合平面的单位法向量；

不断迭代计算f(n)取最小值时的n，具体迭代公式如下所示：

式中，n_i+1是第i+1次迭代计算得到的法向量，n_i是第i次迭代计算得到的法向量，τ是迭代步长；

经过i+1次迭代后，所求的法向量即是拟合平面的法向量，由栅格点云重心和计算得到的法向量确定平面方程；

S5：基于拟合的平面，采用区域生长算法提取平面区域的点云数据；

S6：采用迭代加权最小二乘算法拟合平面，判断拟合的平面是否是端面，计算蒙皮端面的对缝间隙。

2.根据权利要求1中所述的一种基于端面提取的飞机蒙皮对缝间隙计算方法，其特征在于，步骤S2中，对实测点云数据进行栅格化处理，将实测点云数据划分为很多小块的栅格点云数据，具体包括以下步骤：

S21：计算能包括整个实测点云数据的最小包围盒尺寸；

S22：根据最小包围盒的尺寸与实测点云分辨率，确定栅格的几何尺寸；

S23：判断栅格点云中每个点所处的栅格序号。

3.根据权利要求2中所述的一种基于端面提取的飞机蒙皮对缝间隙计算方法，其特征在于，步骤S21中，计算包括整个实测点云数据的最小包围盒尺寸的计算公式为：

X_max＝max(p_i(x)) X_min＝min(p_i(x))

Y_max＝max(p_i(y)) Y_min＝min(p_i(y))

Z_max＝max(p_i(z)) Z_min＝min(p_i(z))

式中，X_max是实测点云数据在x方向上最大坐标，X_min是实测点云数据在x方向上的最小坐标，p_i(x)是点p_i的x坐标；Y_max是实测点云数据在y方向上最大坐标，Y_min是实测点云数据在y方向上的最小坐标，p_i(y)是点p_i的y坐标；z_max是实测点云数据在z方向上最大坐标，Z_min是实测点云数据在z方向上的最小坐标，p_i(z)是点p_i的z坐标；

根据包围盒在x、y、z方向上的最大坐标和最小坐标，得到能包括点云数据的最小包围盒尺寸。