[发明专利]基于坐标值的微小孔几何精度评定方法

说明书

本发明公开了一种基于坐标值的微小孔几何精度评定方法，用于解决现有微小孔几何精度评定方法复杂的技术问题。技术方案是基于表面轮廓仪扫描得到微孔上/下平面三维坐标I(X,Y,Z)，根据Z向坐标值剔除孔壁轮廓噪声点，提取微孔上/下二维平面点、根据X向坐标差提取孔周轮廓点，进而利用最小二乘法，最小区域圆法、锥度计算公式计算微小孔直径、圆度、锥度等几何特征。本发明直接利用微小孔三维坐标进行检测，测量结果准确，算法程序简单，减小了图像处理方法的算法复杂度，提高了微小孔几何精度测量效率与精度。

技术领域

本发明涉及一种微小孔几何精度评定方法，特别涉及一种基于坐标值的微小孔几何精度评定方法。

背景技术

文献“基于图像处理的微小孔光学特征识别技术研究，工具技术，2010，Vol44p102-105”公开了一种基于图像处理的微小孔几何精度评定方法。该方法通过中值滤波、灰度阈值变化等图像处理技术，提取了微小孔的边缘，利用最小二乘法直接拟合、新圆度判定算法和锥度检测用来计算微小孔几何结构特征。文献所述方法是对CCD 相机拍摄得到图像进行数字处理，从而提取微小孔孔周轮廓，进行几何特征检测的方法。从CCD图像中提取孔周轮廓点坐标，需要中值滤波、阈值变化等复杂的算法才能实现，此外CCD相机拍摄到图片准确性直接影响到图像预处理算法的复杂程度，因此利用图像处理方法对图像质量和图片处理算法要求较高，算法的实现也相对比较复杂。

发明内容

为了克服现有微小孔几何精度评定方法复杂的不足，本发明提供一种基于坐标值的微小孔几何精度评定方法。该方法基于表面轮廓仪扫描得到微孔上/下平面三维坐标 I(X,Y,Z)，根据Z向坐标值剔除孔壁轮廓噪声点，提取微孔上/下二维平面点、根据X 向坐标差提取孔周轮廓点，进而利用最小二乘法，最小区域圆法、锥度计算公式计算微小孔直径、圆度、锥度等几何特征。本发明直接利用微小孔三维坐标进行检测，测量结果准确，算法程序简单，可以减小图像处理方法的算法复杂度，提高微小孔几何精度测量效率与精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种基于坐标值的微小孔几何精度评定方法，其特点是包括以下步骤：

(a)扫描获取微小孔上/下平面三维点坐标。

利用表面轮廓仪扫描获得微小孔上/下平面三维坐标I(X,Y,Z)，将平面上点的三维坐标I(X,Y,Z)依次导出，存入矩阵坐标矩阵M_3×u中，其中u为坐标点个数。

式中，x₁，x₂，…，x_u顺序按照微小孔平面扫描顺序从左到右，从上到下排列。

(b)剔除孔壁轮廓噪声点，降为二维平面坐标。

利用扫描点Z坐标值剔除孔壁轮廓噪点，求取平面点三维坐标I(X,Y,Z)中Z坐标的均值

以Z坐标的均值为基准，上下取一邻域Δ，以三维坐标I(X,Y,Z)中Z坐标对三维平面点进行筛选，剔除三维平面点坐标I(X,Y,Z)中Z坐标在区间外的空间点:

提取剩余点三维坐标值中X，Y方向坐标，存入坐标矩阵N_2×v，将上/下平面三维坐标降为二维平面坐标，其中v为剔除孔壁轮廓点后，剩余坐标点个数。

(c)提取孔周轮廓点。