[发明专利]神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线的建模方法

摘要

本发明提供一种神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线的建模方法，包括神农洁蜣螂表皮取样及预处理、神农洁蜣螂表皮迎土面轮廓精密测量、神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵向三维断面结构提取、神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线提取、神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线数学建模等五个步骤。与现有技术相比，采用本发明所建立的凸包截面轮廓曲线数学模型与生物原型的拟合程度较高，所建立的神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线数学模型可作为利用数控加工设备制造高逼真仿生脱附减阻表面的数据来源。

主权项

1.神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线的建模方法，包括：/n第一步：神农洁蜣螂表皮取样及预处理/n(A)从购置的神农洁蜣螂成虫干制标本上裁取处于迎土面上的表皮样本，首先对其标记虫体中轴线，再用去离子水冲洗3～5次，然后将洗净的神农洁蜣螂干制表皮样本在2.5％戊二醛溶液中化学固定3～5h，化学固定温度0～4℃，制得神农洁蜣螂固定表皮样本；/n(B)将经(A)步骤制得的神农洁蜣螂固定表皮样本采用去离子水清洗6～8次，然后在50～70℃条件下烘干1～2h，制得含水率5％～10％的神农洁蜣螂干燥表皮样本；/n第二步：神农洁蜣螂表皮迎土面轮廓精密测量/n(A)将第一步制得的神农洁蜣螂干燥表皮样本固定在光学式表面轮廓仪的工作台上，设置光学式表面轮廓仪的扫描参数对神农洁蜣螂干燥表皮样本重复扫描3～5次；/n(B)从经(A)步骤扫描后由表面轮廓仪配套处理软件自动生成的测量样本三维表面轮廓图像中选取清晰、无噪点的图像，获得神农洁蜣螂干燥表皮样本的表面轮廓图像；/n其特征在于，还包括如下步骤：/n第三步：神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵向三维断面结构提取/n(A)在第二步制得的神农洁蜣螂干燥表皮样本表面轮廓图像中选取出单个完整凸包，从该凸包上获取过凸包最高点且平行于虫体中轴线方向的凸包纵向中轴线；/n(B)利用表面轮廓仪配套处理软件从经(A)步骤获取的凸包纵向中轴线起，沿垂直于凸包纵向中轴线方向，在经(A)步骤选取的单个完整凸包上截取涵盖一定范围的矩形剖切区域，从而由软件自动提取出所选定矩形剖切区域的凸包纵向三维断面结构；/n第四步：神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线提取/n(A)借助表面轮廓仪配套处理软件，将第三步提取出的凸包纵向三维断面结构进行二维化截面显示处理，得到神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓原始曲线；/n(B)借助表面轮廓仪配套处理软件，对经(A)步骤获取的神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面原始轮廓曲线进行干扰点剔除、曲线平滑处理，得到神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓修正曲线；/n第五步：神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓曲线数学建模/n(A)将第四步制得的神农洁蜣螂表皮迎土面凸包纵轴截面轮廓修正曲线进行两段化处理，其中一段从矩形剖切区域起点到凸包纵轴截面轮廓曲线最高点，另一段从凸包纵轴截面轮廓曲线最高点到矩形剖切区域终点；所述矩形剖切区域在凸包纵向中轴线方向上的起点和终点均处于神农洁蜣螂表皮迎土面上相邻凸包间的无明显凸起位置；/n(B)在经(A)步骤划分的其中一段截面轮廓曲线上等间距选取一定数量的采样点，在同一坐标系下分别读取各采样点的坐标位置，并对所有采样点进行数据拟合，对所有采样点进行2次多项式拟合，便得到神农洁蜣螂表皮迎土面凸包上该段截面轮廓曲线的数学模型；/n(C)在经(A)步骤划分的另一段截面轮廓曲线上等间距选取一定数量的采样点，在同一坐标系下分别读取各采样点的坐标位置，并对所有采样点进行数据拟合，对所有采样点进行2次多项式拟合，便得到神农洁蜣螂表皮迎土面凸包上另一段截面轮廓曲线的数学模型。/n