本发明专利技术公开了基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，属于技术领域。包括：获取被测孔孔中心；获取被测孔的曲率计算点；根据被测孔的曲率计算点，计算被测孔的孔心曲率；根据孔中心点的综合曲率，计算得到孔法矢；以孔中心点坐标作为搜索起点，以孔法矢作为搜索方向，搜索距离设定为某一定值m，将搜索得到的点云设为孔底数据；如果不存在孔底点云数据或者计算距离大于设定阈值h，即认为此孔为通孔；如果计算距离小于设定阈值h，则该孔为堵塞孔；计算通孔率。本发明专利技术法基于复材壁板微小阵列孔三维点云数据特征提取进行通孔率计算，为曲面孔法矢精确获取提供了支撑，进而为通孔率计算提供了支撑。为通孔率计算提供了支撑。为通孔率计算提供了支撑。
【技术实现步骤摘要】
基于三维点云数据特征提取的壁板通孔率检测方法
[0001]本专利技术涉及一种复材壁板的通孔率检测方法，具体涉及基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法。
技术介绍
[0002]复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优良的性能，在航空制造领域广泛应用。其中，壁板是应用复合材料最多的零部件，其加工精度是飞机制造过程中的重要指标之一。复材壁板类零部件的加工主要包括轮廓加工和制孔加工，为了满足飞机性能的需求，需要在复合材料壁板一周制出成千上万的微小阵列孔。通孔率，即通孔面积与整个区域面积的比值，是这些微小阵列孔检测的重要指标。
[0003]采用激光扫描测量通孔率具有非接触、测量速度快等优势，但如何实现复材壁板微小阵列孔三维点云数据特征提取与通孔率计算，一直未得到有效解决。针对此问题，本专利技术提出了复材壁板微小阵列孔三维点云数据特征提取与通孔率计算方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，通过曲面综合曲率计算，精确获取曲面孔法矢，并为通孔率计算提供了支撑。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、获取被测孔孔中心P；步骤S2、获取被测孔的曲率计算点；步骤S3、根据被测孔的曲率计算点，计算被测孔的孔心曲率；步骤S4、根据孔中心P点的综合曲率，计算得到孔法矢；步骤S5、以孔中心P点坐标作为搜索起点，以孔法矢作为搜索方向，搜索距离设定为某一定值m，m≤1/5h，h为孔深度判定阈值，将搜索得到的点云设为孔底数据；如果不存在孔底点云数据或者计算距离大于设定阈值h，即认为此孔为通孔；如果计算距离小于设定阈值h，则该孔为堵塞孔；步骤S6、计算通孔率t=N1/N，其中，N为孔总数量， N1为通孔数量。
[0006]进一步的，步骤S1中，根据点云数据，拟合得到孔中心P。
[0007]进一步的，步骤S2中，以孔中心P为圆心，R+d为半径作圆，取该圆与壁板半径方向W的交点A，延长该线与圆另一侧交点为C，过孔中心点P取与该线的垂线，垂线与圆交点为B、D两点，将A、B、C、D四点作为孔的曲率计算点；其中R为孔径理论值，d=1/3R。
[0008]进一步的，步骤S3中，分别获取A、B、C、D四点的曲率，其计算方法为：根据经过该点的法线的一个平面与曲面相交，得到一条二维曲线，即为该曲面的一条法截线，计算经过该
曲面任意角度i的曲率，得到每条曲线的曲率Ki，分别取其最大曲率和最小曲率：Kmax=Max(Ki)；Kmin=Min(Ki)。
[0009]分别计算A、B、C、D的曲率：K=1/2（Kmax+ Kmin）。
[0010]进一步的，定义P点综合曲率为KP=1/2（KA2+ KB2+ KC2+ KD2）1/2，求出P点综合曲率。
[0011]综上所述，本专利技术具有以下优点：本专利技术所述方法基于复材壁板微小阵列孔三维点云数据特征提取进行通孔率计算，为曲面孔法矢精确获取提供了支撑，进而为通孔率计算提供了支撑。
附图说明
[0012]图1为复材壁板通孔率检测硬件示意图；图2为复材壁板零件示意图；图3为孔心法矢计算示意图；图4为通孔深度判断示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0014]实施例1本专利技术提供了基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，如图1所示为检测硬件示意图，包括以下步骤：步骤S1、获取被测孔孔中心P；步骤S2、获取被测孔的曲率计算点；步骤S3、根据被测孔的曲率计算点，计算被测孔的孔心曲率；步骤S4、根据孔中心P点的综合曲率，计算得到孔法矢；步骤S5、以孔中心P点坐标作为搜索起点，以孔法矢作为搜索方向，搜索距离设定为某一定值m，m≤1/5h，h为孔深度判定阈值，将搜索得到的点云设为孔底数据；如果不存在孔底点云数据或者计算距离大于设定阈值h，即认为此孔为通孔；如果计算距离小于设定阈值h，则该孔为堵塞孔；步骤S6、计算通孔率t=N1/N，其中，N为孔总数量， N1为通孔数量。
[0015]实施例2本专利技术提供了基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，包括以下步骤：步骤S1：获取被测孔孔心。根据点云数据，拟合得到孔中心P。
[0016]步骤S2：获取曲率计算点。如图2和图3所示，以孔中心P为圆心，R+d为半径做圆，取该圆与壁板半径方向W的交点A，延长该线与圆另一侧交点为C，取与该直线的垂线，与圆交点为B、D两点，该四点作为孔的曲率计算点。其中R为孔径理论值，d=1/3R。
[0017]步骤S3：孔心曲率计算。分别取A、B、C、D四点的曲率，其计算方法为根据经过该点的法线的一个平面与曲面相交，得到一条二维曲线，即为该曲面的一条法截线，计算经过该
曲面任意角度i的曲率，得到每条曲线的曲率Ki，分别取其最大曲率和最小曲率：Kmax=Max(Ki)；Kmin=Min(Ki)。
[0018]分别计算A、B、C、D的曲率：K=1/2（Kmax+ Kmin）。定义P点综合曲率为KP=1/2（KA2+ KB2+ KC2+ KD2）1/2，求出P点综合曲率。
[0019]步骤S4：孔法矢计算，根据P点的综合曲率，计算得到孔法矢。
[0020]步骤S5：通孔判断。将圆心坐标P作为搜索起点，以孔法矢作为搜索方向，搜索距离设定为某一定值m，m≤1/5h，h为孔深度判定阈值，将搜索得到的点云设为孔底数据；如图4所示，如果不存在孔底点云数据或者计算距离大于设定阈值h，即认为此孔为通孔；如果计算距离小于设定阈值h，则该孔为堵塞孔。
[0021]步骤S6、计算通孔数量N1，孔总数量N，则通孔率为t=N1/N。
[0022]虽然结合附图对本专利技术的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
[0023]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、获取被测孔孔中心P；步骤S2、获取被测孔的曲率计算点；步骤S3、根据被测孔的曲率计算点，计算被测孔的孔心曲率；步骤S4、根据孔中心P点的综合曲率，计算得到孔法矢；步骤S5、以孔中心P点坐标作为搜索起点，以孔法矢作为搜索方向，搜索距离设定为某一定值m，m≤1/5h，h为孔深度判定阈值，将搜索得到的点云设为孔底数据；如果不存在孔底点云数据或者计算距离大于设定阈值h，即认为此孔为通孔；如果计算距离小于设定阈值h，则该孔为堵塞孔；步骤S6、计算通孔率t=N1/N，其中，N为孔总数量， N1为通孔数量。2.根据权利要求1所述的基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，其特征在于，步骤S1中，根据点云数据，拟合得到孔中心P。3.根据权利要求1所述的基于三维点云数据特征提取的复材壁板通孔率检测方法，其特征在于，步骤S2中，以孔中心P为圆心，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李本军，朱绪胜，蔡怀阳，周力，陈代鑫，杨吉飞，陈俊佑，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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