[发明专利]基于高清晰测量的面铣削表面刀纹分割方法及系统

权利要求书

1.一种基于高清晰测量的面铣削表面刀纹分割方法，其特征在于，包括：

步骤M1：通过测量得到面铣削表面点云数据，对点云数据进行处理，生成能够反映面铣削表面形貌的灰度图像；

步骤M2：对灰度图像进行表面滤波处理，提取周期度最高的子表面；

步骤M3：对子表面进行阈值处理，通过局部自适应阈值算法将子表面二值化；

步骤M4：将二值化子表面进行刀纹连接算法处理，通过寻找刀纹断裂处边界点构建凸壳并修复刀纹；

步骤M5：采用分水岭算法对修复好的二值刀纹图像进行分割；达到面铣削表面形貌按刀具路径精确分割的目标；

所述周期度是子表面的自协方差函数的次高峰与最高峰高度值之比；

所述步骤M2中表面滤波处理包括：采用双正交小波、剪切波、高斯滤波和/或样条滤波进行表面滤波处理；

所述步骤M3中局部自适应阈值公式包括：

T_xy＝aσ_xy+bm_xy (1)

其中，其中σ_xy代表邻域像素值标准差，m_xy代表邻域像素值均值，邻域大小为预设值的窗口，下标xy表示中心像素点的横纵坐标值，a，b分别表示标准差和均值的系数；

所述步骤M4包括：根据刀纹区域间最小距离判断断裂刀纹和连续刀纹，对于断裂刀纹，采用寻找断口边界点构建凸壳的方式修复；刀纹区域间最小距离是一个矩阵M，第i行第j列矩阵元素M(i,j)表示刀纹区域i和刀纹区域j之间的最小距离；该矩阵每一列的最小值抽取出来构成一个向量V，以该向量的最大值的一半作为阈值，记作DT；如果向量V的第i个元素V(i)大于DT，则刀纹区域i属于连续刀纹，否则属于断裂刀纹；

对每个子表面，计算自协方差函数，再根据周期度定义，计算每个子表面周期度。

2.根据权利要求1所述的一种基于高清晰测量的面铣削表面刀纹分割方法，其特征在于，所述步骤M1包括：通过三维高分辨率表面形貌测量技术测量面铣削零件表面得到三维高密度点云数据，然后利用MATLAB将三维高密度点云数据转化为灰度图像。

3.一种基于高清晰测量的面铣削表面刀纹分割系统，其特征在于，包括：

模块M1：通过测量得到面铣削表面点云数据，对点云数据进行处理，生成能够反映面铣削表面形貌的灰度图像；

模块M2：对灰度图像进行表面滤波处理，提取周期度最高的子表面；

模块M3：对子表面进行阈值处理，通过局部自适应阈值算法将子表面二值化；

模块M4：将二值化子表面进行刀纹连接算法处理，通过寻找刀纹断裂处边界点构建凸壳并修复刀纹；

模块M5：采用分水岭算法对修复好的二值刀纹图像进行分割；达到面铣削表面形貌按刀具路径精确分割的目标；

所述周期度是子表面的自协方差函数的次高峰与最高峰高度值之比；

所述模块M2中表面滤波处理包括：采用双正交小波、剪切波、高斯滤波和/或样条滤波进行表面滤波处理；

所述模块M3中局部自适应阈值公式包括：

T_xy＝aσ_xy+bm_xy (1)

其中，其中σ_xy代表邻域像素值标准差，m_xy代表邻域像素值均值，邻域大小为预设值的窗口，下标xy表示中心像素点的横纵坐标值，a，b分别表示标准差和均值的系数；

所述模块M4包括：根据刀纹区域间最小距离判断断裂刀纹和连续刀纹，对于断裂刀纹，采用寻找断口边界点构建凸壳的方式修复；刀纹区域间最小距离是一个矩阵M，第i行第j列矩阵元素M(i,j)表示刀纹区域i和刀纹区域j之间的最小距离；该矩阵每一列的最小值抽取出来构成一个向量V，以该向量的最大值的一半作为阈值，记作DT；如果向量V的第i个元素V(i)大于DT，则刀纹区域i属于连续刀纹，否则属于断裂刀纹；

对每个子表面，计算自协方差函数，再根据周期度定义，计算每个子表面周期度。

4.根据权利要求3所述的一种基于高清晰测量的面铣削表面刀纹分割系统，其特征在于，所述模块M1包括：通过三维高分辨率表面形貌测量技术测量面铣削零件表面得到三维高密度点云数据，然后利用MATLAB将三维高密度点云数据转化为灰度图像。