[发明专利]一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法

说明书

本发明公开了一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法，包括：确定径向扫描线并选取多条基准扫描线；根据多条径向基准扫描线，得到各径向基准扫描线上的二维截面轮廓；确定各径向基准扫描线上各点在重构三维面形后的高度值；确定所有径向扫描线上各点在重构三维面形后的高度值，并重构整个三维面形；去掉重构后三维面形在任意正交的两个方向上的相对倾斜量和相对平移量，完成被测表面的三维面形的重构。本发明有效消除了扫描平台在各扫描线之间的运动误差，通过选取多条基准扫描线能有效提高实际测量时的信噪比，抑制噪声对重构精度的影响，大大提高重构的精度。本发明可广泛应用于三维重构领域中。

技术领域

本发明涉及三维重构技术领域，尤其涉及一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法。

背景技术

扫描测量是一种能适合多种超精密面形测量的方法，要完成整个超精密三维面形的扫描测量可以采用多种扫描路径，对于外形为圆形的工件来说，一般可采用径向扫描测量的方法。采用商用超精密轮廓测量仪或者多传感器误差分离方法可以高精度获得各扫描线上的二维截面轮廓，但由于扫描平台在不同扫描线之间存在运动误差，如果直接将二维截面轮廓进行组合就会影响到三维面形的重构精度，因此必须将不同扫描线之间的运动误差进行分离才能更高精度地重构出被测表面的三维面形。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够消除各扫描线之间的平台运动误差的一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法，包括以下步骤：

确定径向扫描线并选取多条基准扫描线；

对被测表面进行扫描测量，得到各径向扫描线和基准扫描线上的二维截面轮廓；

确定各径向基准扫描线上各点在重构三维面形后的高度值；

确定所有径向扫描线上各点在重构三维面形后的高度值，并重构整个三维面形；

去掉重构后三维面形在任意正交的两个方向上的相对倾斜量和相对平移量，完成被测表面的三维面形的重构。

作为所述的一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法的进一步改进，所述的确定径向扫描线并选取多条基准扫描线，这一步骤具体包括：

选取两条互相垂直的径向扫描线作为第一径向基准扫描线X和第二径向基准扫描线Y；

选取一条与第一径向基准扫描线X和第二径向基准扫描线Y均相交的斜向扫描线作为第三基准扫描线S₁。

作为所述的一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法的进一步改进，所述的确定径向扫描线并选取多条基准扫描线，这一步骤还包括：

选取一条与第三基准扫描线S₁相交的扫描线作为第四基准扫描线S₂。

作为所述的一种基于径向扫描测量的三维面形精确重构方法的进一步改进，所述的确定各径向基准扫描线上各点在重构三维面形后的高度值，其具体包括：

调整第一径向基准扫描线X上二维截面轮廓的相对倾斜量k_X和相对平移量b_X，确定第一径向基准扫描线X上各点在重构三维面形后的高度值；

调整第二径向基准扫描线Y上二维截面轮廓的相对倾斜量k_Y和相对平移量b_Y，确定第二径向基准扫描线Y上各点在重构三维面形后的高度值；

调整第三基准扫描线S₁上二维截面轮廓的相对倾斜量和相对平移量确定第三基准扫描线S₁上各点在重构三维面形后的高度值。