[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

摘要

本发明公开了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，主要解决现有技术中仅能检测简单几何形状特征、检测尺度单一的问题。其实现步骤包括：（1）确定对照组Cg和研究组Sg样本配准各个零件，扫描得到三维图像；（2）用三角剖分法获取每个零件的三角网格；（3）计算对照组Cg和研究组Sg内每个样本的k尺度网格中各个顶点上的顶点平均坡度Qp；（4）对顶点的平均坡度Qp进行双样本T-检验，通过两次筛选得到形状差异顶点集合J；（5）针对集合J内顶点，计算描述形状差异的大小、位置和可靠度的向量。本发明具有尺度完善、精确可靠和抗噪能力强的优点，适用于两组具有不同属性的零件样本的组间外形缺陷筛查或甄别。

主权项

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。