曲面检测系统及方法

摘要

本发明提供一种曲面检测方法，该方法根据扫描物件得到的实际点云的点与物件的CAD模型的三角网格曲面的最近距离所属的不同公差分段区间用不同颜色标示CAD模型的三角网格曲面上的三角形，并对CAD模型的三角网格曲面加以适当的颜色均衡处理，分析颜色均衡后的三角曲面数据并生成直观的检测报告，提高了对复杂曲面进行检测的精度和速度。本发明还提供一种曲面检测系统。

主权项

一种被计算机执行的曲面检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(a)从数据库接收物件CAD模型的三角网格曲面数据及扫描物件得到的点云数据；(b)根据所述三角网格曲面数据及点云数据将点云与三角网格曲面对齐；(c)接收公差设置信息及颜色设置信息，包括允许的最大正公差值、允许的最小负公差值及不同公差分段区间的颜色值；(d)计算对齐后点云中各点到三角网格曲面的最近距离，各最近距离称作原始最近距离；(e)根据各原始最近距离确定三角网格曲面上与点云中各点距离最近的三角形；(f)根据各原始最近距离所属公差分段区间得到各三角形的原始颜色值，将该各原始最近距离及各原始颜色值储存至相应三角形的数据结构；(g)根据各三角形的数据结构中的原始最近距离、原始颜色值及用户设置的向三角形周围扩展的层数对三角网格曲面进行颜色均衡处理，计算得到各三角形的均衡最近距离及均衡颜色值，包括：(g1)接收用户设置的对三角形进行颜色均衡时向三角形周围扩展的层数N，N为正整数；(g2)初始化三角网格曲面上所有三角形的标记队列和顶点队列，将标记队列中各三角形数据结构中储存的该三角形在标记队列中的标记信息写入顶点队列中相应顶点的数据结构，所述顶点队列包括曲面上各三角形每个顶点的数据结构，各顶点的数据结构中储存了该顶点在顶点队列中的标记和该顶点的坐标信息，所述标记队列包括曲面上各三角形的数据结构，各三角形的数据结构中储存了该三角形在标记队列中的标记信息，该三角形三个 顶点在顶点队列中的标记，该三角形的原始最近距离值和原始颜色值、均衡最近距离值和均衡颜色值，以及该三角形所在平面的法向量；(g3)从三角形的标记队列中获取一个三角形的数据结构，记该三角形为三角形A；(g4)根据该三角形A的数据结构中储存的该三角形A三个顶点在顶点队列中的标记信息从顶点队列中获取该三角形A各顶点的数据结构，根据各顶点的数据结构中储存的信息得到该三角形A周围的N层三角形；(g5)判断该N层三角形中是否每个三角形的数据结构中都有原始最近距离值；(g6)若该N层三角形中每个三角形都有的数据结构中都有原始最近距离值，则直接计算该N层三角形的所有原始最近距离值的平均值，若该N层三角形中有三角形的数据结构中无原始最近距离值，则将该三角形A的原始最近距离值暂时借给数据结构中无原始最近距离值的三角形，再计算该N层三角形的所有原始最近距离值的平均值，称该平均值作为该三角形A的均衡最近距离值，根据该均衡最近距离值所属公差分段区间得到该三角形A的均衡颜色值，将该均衡最近距离值及均衡颜色值写入该三角形A的数据结构；(g7)判断曲面上是否还有三角形未计算均衡最近距离；及(g8)若曲面上还有三角形未计算均衡最近距离，则返回步骤(g3)直到得到曲面上所有三角形的均衡最近距离；及(h)分析颜色均衡后的三角网格曲面数据，生成三角网格曲面检测报告，包括：(n1)获取三角形的标记队列及公差设置中允许的最大正公差值、允许的最小负公差值；(n2)从标记队列取出一个三角形的数据结构，根据该数据结构中储存的该三角形各顶点的标记信息从顶点队列中获取该 三角形各顶点的数据结构，从各顶点的数据结构中得到各顶点的坐标值；(n3)根据该三角形的各顶点坐标值计算该三角形中心点的坐标值；(n4)根据该三角形的中心点的坐标值及允许的最大正公差值、允许的最小负公差值计算得到该三角形的上、下公差三角形的顶点坐标值；(n5)根据该三角形中心点的坐标值、三角形所在平面的法向量及该三角形的均衡最近距离值计算该三角形的量测点坐标值；(n6)连接该三角形的中心点与量测点，得到该三角形的量测趋势线；(n7)判断是否还有三角形未生成量测趋势线；及(n8)若还有三角形未生成量测趋势线，则自步骤(n2)开始重复流程直到三角形标记队列中的所有三角形都生成量测趋势线。