[发明专利]一种开关柜断路器室的几何尺寸检测方法及装置

权利要求书

1.一种开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，包括：

S1，获取开关柜断路器室的三维点云模型；

S2，从所述三维点云模型中选取开关柜断路器室特征区域的点云数据；

S3，将所述点云数据拟合成几何特征，基于所述几何特征计算断路器触头中心坐标、导轨间距和导轨平行程度。

2.根据权利要求1所述的开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，步骤S1中，获取开关柜断路器室的三维点云模型，具体包括：

使用3D扫描软件对断路器室进行激光扫描，得到开关柜断路器室的三维点云模型。

3.根据权利要求1所述的开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，步骤S2中，从所述三维点云模型中选取开关柜断路器室特征区域的点云数据，包括：

从所述三维点云模型中选取开关柜断路器室触头内壁和触头端口的点云数据，导轨相对面的点云数据，以及导轨顶面的点云数据。

4.根据权利要求3所述的开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，步骤S3中，将所述点云数据拟合成几何特征，基于所述几何特征计算断路器触头中心坐标，包括：

获取触头内壁的点云数据拟合出圆柱，获取触头端口的点云数据拟合出目标平面；

根据拟合的圆柱得到轴向量(m，n，p)，圆柱轴线上的点(a，b，c)，

进而获得圆柱轴线方程(x-a)/m＝(y-b)/n＝(z-c)/p＝t；

其中，(a，b，c)为圆柱轴线上确定的一点，(x，y，z)为圆柱轴线上预设的点坐标；

根据拟合出的目标平面得到平面法向量(A，B，C)和平面方程Ax+By+Cz+D＝0；

圆柱轴线与平面相交得到方程：

t＝-(A*a+B*b+C*c+D)/(A*m+B*n+C*p)，

得到的交点坐标即是触头中心坐标：(t*m+a，t*n+b，t*p+c)。

5.根据权利要求3所述的开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，步骤S3中，将所述点云数据拟合成几何特征，基于所述几何特征计算导轨间距，包括：

将导轨相对面的点云数据进行拟合得到第一平面和第二平面，从第一平面得到第一局部原点(x1，y1，z1)，从第二平面得到第二局部原点(x2，y2，z2)以及第二平面的法向量(m’，n’，p’)；

设第一平面和第二平面的距离为Dis，第一局部原点和第二局部原点的距离为dis，则有：

dis²＝(x1-x2)²+(y1-y2)²+(z1-z2)²

导轨间距Dis＝dis*(m’，n’，p’)。

6.根据权利要求3所述的开关柜断路器室的几何尺寸检测方法，其特征在于，步骤S3中，将所述点云数据拟合成几何特征，基于所述几何特征计算导轨平行程度，包括：

选取导轨一个顶面的点云数据，其中的点坐标为(Xi，Yi，Zi)，点云数为q；将导轨一个顶面的点云数据进行拟合出得到第三平面，从第三平面得到原点坐标(x’，y’，z’)、法向量(m₁，n₁，p₁)以及单位法向模长disp；

设每个点到第三平面的距离为DIS_i，各个点到第三平面的距离平均值为Δ，则有

disp²＝m₁²+n₁²+p₁²

DIS_i＝((Xi-x’)*m₁+(Yi-y’)*n₁+(Zi-z’)*p₁)/disp

Δ＝(DIS₁+Dis₂+…Dis_q)/q

根据Δ的大小描述导轨平行程度。