基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法

摘要

本发明公开了一种基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法，通过两台高精度扫描仪扫描异型构件，获得任意坐标下点云数据，点云匹配，提取并计算两个构件的轴线，计算两轴线距离d，当满足时计算量轴线夹角，与设计夹角比较，得误差，判断误差是否满足要求。本发明利用三维激光扫描仪获得异型构件的几何数据，无需接触构件本身，点云数据处理利用计算机实现，其检测效率高，本发明的精度高是相对而言，最高可达0.02mm。

主权项

1.基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1）选择两台高精度三维激光扫描仪相对放置，将待检测异型构件任意放置于两者之间升降台上； 步骤2）设置标靶，建立构件设计值数据库；步骤3）通过升降台升降，利用三维激光扫描仪对异型构件进行扫描，获得异型构件任意坐标系下的点云数据，点云数据的形式为（）；步骤4）根据设置的标靶，利用标靶球的球心坐标做为控制点，对两台扫描仪的点云数据进行匹配，将两台扫描仪的坐标统一；步骤5）提取构件1处的点云数据，其坐标为（）， 提取构件1的两处不同高度截面处的点云数据，利用截面上的点云数据按最小二乘原理拟合获取截面圆的圆心的虚拟点云坐标,，该两点理论上应在构件1的轴线上；步骤6）重复步骤4）和步骤5），可拟合获取构件2轴线上两点虚拟点云坐标,；步骤7）利用的两点坐标可计算的方程为：， 设，，，则的方向向量为；步骤8）利用的两点坐标可计算的方程为：，设，，，则的方向向量为；步骤9）利用的直线方程任取上一点的虚拟点云坐标记为,利用的直线方程任取上一点的虚拟点云坐标记为，两点连线的向量为，与两轴线的空间距离设为,计算；步骤10）当两轴线相交时，则，考虑构件加工时的允许公差， 给一个限差，判断是否满足，当满足时则认为两轴线相交，其中取值与工业构件生产公差以及所选取的三维激光扫描仪的精度有关，；步骤11）当两轴线相交时，求两轴线交点，在两轴线上各任取一点，，求出的距离分别为，算两轴线的夹角为，与设计值相比较，根据误差要求，可以判断异型构件1与异型构件2的几何尺寸是否合格。