專利名稱：產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像量測系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)及方 法。
背景技術(shù)：
影像量測是目前精密量測領(lǐng)域中最廣泛使用的量測方法，該方法不僅精度高，而 且量測速度快。影像量測主要用于工件(零件或者部件)的尺寸誤差和形位誤差的測量， 對保證產(chǎn)品質(zhì)量起著重要的作用。一般而言，影像量測方法是采用影像量測機臺，如VMS (Vision Measuring System)，擷取待測產(chǎn)品的影像，然后將獲取的工件影像傳送給主機，通過主機中的量測軟 件對工件影像做進一步的處理。在檢測產(chǎn)品零件間隙時，傳統(tǒng)的方法采用實際產(chǎn)品零件進行裝配，然后手動測量 各零件之間間隙的大小，這種檢測方法很不方便，不但費時費力，更主要的是這種檢測方法 不能提供精確的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其可自動對產(chǎn)品零件間 隙進行檢測。鑒于以上內(nèi)容，還有必要提供一種產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其可自動對產(chǎn)品零件 間隙進行檢測?！N產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，包括主機和影像量測機臺，所述影像量測機臺用于 攝取待測產(chǎn)品的影像，并將攝取的影像傳送到主機，所述主機包括選擇模塊，用于從待測 產(chǎn)品的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中一個為基準圖檔，一個為量測圖檔；網(wǎng)格化模塊， 用于對所選基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，獲得三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組；邊界 點提取模塊，用于提取量測圖檔的邊界點；輪廓點提取模塊，用于提取量測圖檔的輪廓點； 間隙數(shù)據(jù)提取模塊，用于根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔在給定公差范圍內(nèi) 的三角形及量測圖檔上的量測點；比對分析模塊，用于將所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊獲取的量 測點和三角形進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的 間隙值；所述比對分析模塊，還用于輸出所選零件的間隙分析報告，顯示所選兩個零件之間 的間隙值。一種產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(a)在待測產(chǎn)品 的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中一個為基準圖檔，一個為量測圖檔；(b)對所選基準圖 檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，獲得三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組；(c)提取量測圖檔的邊 界點；(d)提取量測圖檔的輪廓點；(e)根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔在給 定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點；(f)將所述獲取的量測點和三角形進行比 對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值；(g)輸出所選零件的間隙分析報告，顯示所選兩個零件之間的間隙值。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)及方法，其可自動對產(chǎn)品零件間隙進行檢測，提高了產(chǎn)品零件間隙檢測的準確性。


圖1是本發(fā)明產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)較佳實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2是影像量測機臺的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是待測產(chǎn)品零件間隙的示意圖。圖4是本發(fā)明產(chǎn)品零件間隙檢測方法較佳實施例的流程圖。圖5是圖4中步驟S2的具體流程圖。圖6是圖4中步驟S3的具體流程圖。圖7是圖4中步驟S4的具體流程圖。圖8是圖4中步驟S5的具體流程圖。圖9是圖8中步驟S54的具體流程圖。圖10是圖4中步驟S6的具體流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)較佳實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖。該系統(tǒng) 主要包括顯示設(shè)備1、主機2、影像量測機臺3和輸入設(shè)備4。所述主機2包括存儲體20和 間隙檢測單元21。其中，所述影像量測機臺3的組成如圖2所示，該影像量測機臺3在X軸、Y軸和Z 軸方向均安裝有馬達(圖2中未示出)，其主要組成部分包括機臺頂蓋31、CXD鏡頭32、機 臺工作面33和機臺主體34，所述機臺工作面33上放置有待測產(chǎn)品35。所述CXD鏡頭32 用于攝取待測產(chǎn)品35的影像，并將攝取的待測產(chǎn)品35的影像傳送到測試主機2。所述存儲體20可以是主機2中的硬盤等，用于存儲點云數(shù)據(jù)22。所述點云數(shù)據(jù) 22包括基準圖檔的點云和量測圖檔的點云等。所述主機2連接有顯示設(shè)備1，用于顯示影像量測機臺3傳送給主機2的影像等。 所述輸入設(shè)備4可以是鍵盤和鼠標等，用于進行數(shù)據(jù)輸入。所述間隙檢測單元21包括選擇模塊210、網(wǎng)格化模塊211、邊界點提取模塊212、輪 廓點提取模塊213、間隙數(shù)據(jù)提取模塊214和比對分析模塊215。本發(fā)明所稱的模塊是完成 一特定功能的計算機程序段，比程序更適合于描述軟件在計算機中的執(zhí)行過程，因此在本 發(fā)明以下對軟件描述都以模塊描述。所述選擇模塊210用于從待測產(chǎn)品35的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中，一個 為基準圖檔，一個為量測圖檔，用于計算出基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值，并以該基準 圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值。在圖3中，待測產(chǎn)品35包 括兩個零件P1和P2。在本實施例中，以量測兩個零件之間的間隙進行說明，用戶選擇Pl 的圖檔作為基準圖檔，P2的圖檔作為量測圖檔，在其它實施例中，用戶也可以選擇P2的圖 檔作為基準圖檔，Pl的圖檔作為量測圖檔。P代表Pl和P2結(jié)合后形成的產(chǎn)品(即待測產(chǎn) 品35)，P3代表Pl和P2結(jié)合部分的間隙。
所述網(wǎng)格化模塊211用于對所選的基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，具體過 程參見圖5所述。所述邊界點提取模塊212用于提取量測圖檔的邊界點，具體過程參見圖6所述。所述輪廓點提取模塊213用于提取量測圖檔的輪廓點，具體過程參見圖7所述。所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊214用于根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔 在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點，具體過程參見圖8所述。
所述比對分析模塊215用于將所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊214獲取的量測點和三角形 進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為待測產(chǎn)品35的零件Pl和P2的間隙 值，具體過程參見圖10所述。所述比對分析模塊215還用于輸出所選零件的間隙分析報告。所述分析報告可以 是圖形化的界面，顯示所選兩個零件之間的間隙值。例如，將公差范圍在[-0.050,0.050] 之間的結(jié)合部分標記為綠色，將公差范圍在
之間的結(jié)合部分標記為黃色。 在本實施例中，用戶可以預(yù)先設(shè)定不同的顏色公差段，例如，[-0.050，0.050]，以及該顏色 公差段對應(yīng)的顏色值。如圖4所示，是本發(fā)明產(chǎn)品零件間隙檢測方法較佳實施例的流程圖。步驟Si，通過選擇模塊210在待測產(chǎn)品35的影像中選擇兩個零件Pl和P2的圖 檔，其中，一個為基準圖檔，一個為量測圖檔。步驟S2，網(wǎng)格化模塊211對所述基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，具體過程 參見圖5所述。步驟S3，邊界點提取模塊212提取量測圖檔的邊界點，具體過程參見圖6所述。步驟S4，輪廓點提取模塊213提取量測圖檔的輪廓點，具體過程參見圖7所述。步驟S5，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔在 給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點，具體過程參見圖8所述。步驟S6，比對分析模塊215將所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊214獲取的量測點和三角形 進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為待測產(chǎn)品35的零件Pl和P2的間隙 值，具體過程參見圖10所述。步驟S7,比對分析模塊215輸出所選零件的間隙分析報告。所述分析報告可以是 圖形化的界面，顯示所選兩個零件之間的間隙值。如圖5所示，是圖4中步驟S2的具體流程圖。步驟S21，網(wǎng)格化模塊211從存儲體20中獲取基準圖檔和量測圖檔的點云數(shù)據(jù)，計 算點云的包圍盒，對該包圍盒進行分組，并將點云數(shù)據(jù)中每個點的標識填入到相應(yīng)的分組 中。所述分組后每個單元小正方體的邊長可由預(yù)先設(shè)置的最大邊長及點云總數(shù)計算得出。 所述最大邊長為用戶自定義的邊長，其約等于點云中相鄰點之間距離的平均值。步驟S22，獲取點云中尚未與其他點組成三角形的任一點，作為三角形的第一頂 點，并求取距離該第一頂點最近的點，作為三角形的第二頂點。步驟S23，連接第一頂點和第二頂點得到一條邊作為當前邊，且將該當前邊加入一 個邊數(shù)組。步驟S24，根據(jù)所述最大邊長找出組成該三角形的第三頂點，構(gòu)建該三角形且將該 三角形的另外兩條邊添至所述邊數(shù)組，即除了當前邊外的另外兩條邊。其中，三角形的內(nèi)角不能太小，如1度、2度，在尋找第三頂點時，要優(yōu)先考慮所組成的角大于25度的點，然后再考慮所組成的角小于25度但角度卻不能太小的點。在本較佳實施例中，該組成的角不能小 于3度。步驟S25，對當前邊所在的三角形進行外接球判斷和鈍角判斷，以找出除了第三頂 點外能與該當前邊構(gòu)成三角形的點。所述外接球判斷是指利用數(shù)學(xué)法則如最小二乘法，將 三角形擬合成一個球，三角形通過其三個頂點與所述球連接，且該球內(nèi)沒有點存在，網(wǎng)格化 模塊211利用鈍角原則在該球上尋找點，尋找到的點與當前邊組成新三角形，該新三角形 與原先三角形之間的夾角必須為鈍角。步驟S26，尋找到的點與當前邊組成新三角形，網(wǎng)格化模塊211將該新三角形的另 外兩條邊添加到所述邊數(shù)組中。步驟S27，網(wǎng)格化模塊211依次選取邊數(shù)組中的每條邊作為當前邊，并重復(fù)執(zhí)行步 驟S25至步驟S26，直至所有的邊被循環(huán)完，并通過三角形數(shù)組輸出所有三角形，完成構(gòu)建 的三角形組成了點云的三角網(wǎng)格面。于步驟S25中，在進行鈍角判斷時，本較佳實施例優(yōu)先考慮與三角形組成120度夾 角的三角形。然而，網(wǎng)格化模塊211利用外接球判斷和鈍角判斷的方法可能會同時找到多 個點，但其最終只能確定一個點為最佳點，與當前邊組成新三角形。例如，若網(wǎng)格化模塊211 利用外接球判斷和鈍角判斷的方法同時找到了點Dl和點D2，當前邊(假設(shè)為B0)與點Dl 可組成三角形Tl、邊BO與點D2可組成三角形T2，則網(wǎng)格化模塊211需確定在三角形Tl和 T2中邊BO的對角哪個大，若邊BO在三角形Tl中的對角大于在三角形T2中的對角，則最終 確定點Dl是所要找到的最佳點；反之，若邊BO在三角形T2中的對角大于在三角形Tl中的 對角，則最終確定點D2是所要找到的最佳點。如圖6所示，是圖4中步驟S3的具體流程圖。步驟S31，邊界點提取模塊212獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同 時獲取量測圖檔三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組。步驟S32，依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點。步驟S33，獲取當前點周圍所有三角形的頂點。步驟S34，標識每個頂點被當前點周圍三角形所占用的次數(shù)。步驟S35，邊界點提取模塊212判斷該占用的次數(shù)是否大于1。如果大于1，則執(zhí)行 步驟S37，否則執(zhí)行步驟S36。步驟S36，邊界點提取模塊212記錄當前點為邊界點，然后流程轉(zhuǎn)到步驟S38。步驟S37，邊界點提取模塊212記錄當前點為內(nèi)點，然后流程轉(zhuǎn)到步驟S38。步驟S38，邊界點提取模塊212判斷量測圖檔點數(shù)組中的所有點是否處理完畢。如 果所有點處理完畢，則流程進入步驟S4,如果還有點未處理完畢，則流程轉(zhuǎn)到步驟S32。如圖7所示，是圖4中步驟S4的具體流程圖。步驟S40，輪廓點提取模塊213獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同 時獲取預(yù)設(shè)的最小角度公差范圍。在本實施例中，所述最小角度公差范圍取W度，180度]。步驟S41，依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點ptCur。步驟S42，獲取點ptCur周圍3*3盒子的點數(shù)組ptAry。步驟S43，判斷ptAry是否為空。如果ptAry為空，執(zhí)行步驟S47，否則執(zhí)行步驟S44。步驟S44，輪廓點提取模塊213獲取點數(shù)組ptAry的平均點向量AvgVec。步驟S45，計算出點ptCur向量與向量AvgVec的夾角Angle。步驟S46，判斷夾角Angle是否在最小角度公差范圍內(nèi)。如果在最小角度公差范圍 內(nèi)，則執(zhí)行步驟S47，否則執(zhí)行步驟S48。步驟S47，將點ptCur加入輪廓點數(shù)組。步驟S48，判斷量測圖檔點數(shù)組中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢， 則執(zhí)行步驟S49，如果所有點未處理完畢，流程回到步驟S41。步驟S49，輪廓點提取模塊213輸出輪廓點數(shù)組，然后流程轉(zhuǎn)到步驟S5。如圖8所示，是圖4中步驟S5的具體流程圖。步驟S50，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214獲取基準圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組， 同時獲取基準圖檔三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組。步驟S51，獲取量測圖檔的邊界點和輪廓點作為尋點數(shù)組，并獲取預(yù)先設(shè)置的最大 間隙公差范圍。在本實施例中，所述最大間隙公差范圍取[-0.3mm，0.3mm]。步驟S52，依次選取尋點數(shù)組中的每個點ptSearch。步驟S53，獲取包含點ptSearch的所有三角形的頂點，并將其添加到尋點數(shù)組中。步驟S54，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214根據(jù)點ptSearch獲取基準圖檔在最大間隙公差 范圍內(nèi)的所有三角形。步驟S55，判斷步驟S54中是否獲取到符合條件的三角形。如果獲取到符合條件的 三角形，則執(zhí)行步驟S56，否則執(zhí)行步驟S57。步驟S56，將獲取的三角形添加到三角形數(shù)組TriArray，并將點ptSearch添加到 點數(shù)組PtArray。步驟S57，判斷尋點數(shù)組中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，執(zhí)行步 驟S58，如果所有點未處理完畢，流程轉(zhuǎn)到步驟S52。步驟S58，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214輸出三角形數(shù)組TriArray和點數(shù)組PtArray，作 為基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點。如圖9所示，是圖8中步驟S54的具體流程圖。步驟S540，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214在基準圖檔中尋找與點ptSearch距離在最大間 隙公差范圍內(nèi)的點，存儲于點數(shù)組ptTempArray。步驟S541，判斷ptTempArray是否為空，如果ptTempArray為空，流程轉(zhuǎn)到步驟 S55，如果ptTempArray不為空，執(zhí)行步驟S542。步驟S542，依次選取點數(shù)組ptTempArray中的每個點ptTemp。步驟S543，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214判斷點ptTmp向量與點ptSearch向量夾角是否 大于90度。如果兩者之間夾角大于90度，執(zhí)行步驟S544，否則流程返回步驟S542。步驟S544，獲取點ptTmp周圍的三角形，存儲于數(shù)組TriTempArray。其中，每個三 角形在數(shù)組TriTempArray中只存儲一次。步驟S545，間隙數(shù)據(jù)提取模塊214判斷點數(shù)組ptTempArray中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，則執(zhí)行步驟S546，如果所有點未處理完畢，則流程返回步驟 S542。
步驟S546，輸出三角形數(shù)組TriTempArray中的所有三角形，以輸出的三角形作為 基準圖檔在所述最大間隙公差范圍內(nèi)的三角形。如圖10所示，是圖4中步驟S6的具體流程圖。步驟S60，比對分析模塊215獲取顏色公差段、點數(shù)組PtArray、三角形數(shù)組TriArray和所有三角形的頂點ptsTri。步驟S61，依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點，從ptsTri中尋找與該點距離最近 的三角形頂點。步驟S62，依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點CurPt。步驟S63，獲取點CurPt對應(yīng)最近三角形頂點周圍的三角形數(shù)組TriArdPt。步驟S64，從三角形數(shù)組TriArdPt中尋找與CurPt距離最近的三角形CurTri，并 獲取最近距離MinDis，以該最近距離MinDis作為基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值。其 中，最近距離MinDis為如果點CurPt的投影點在三角形CurTri內(nèi)，則最近距離為點CurPt 與投影點的距離；如果點CurPt的投影點不在三角形CurTri內(nèi)，則最近距離為點CurPt分 別到三角形CurTri三邊距離的最小值。步驟S65，找出最近距離MinDis在顏色公差段所對應(yīng)的顏色值rColorValue。步驟S66，將三角形CurTri的顏色設(shè)置為rColorValue。步驟S67，判斷點數(shù)組PtArray中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢， 執(zhí)行步驟S7，如果所有點未處理完畢，流程返回至步驟S62。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照 較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的 技術(shù)方案進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。例如，將此方法應(yīng) 用于在清晰的邊界線上尋找邊界點。
權(quán)利要求
一種產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(a)在待測產(chǎn)品的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中一個為基準圖檔，一個為量測圖檔；(b)對所選基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，獲得三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組；(c)提取量測圖檔的邊界點；(d)提取量測圖檔的輪廓點；(e)根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點；(f)將所述獲取的量測點和三角形進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值；及(g)輸出所選零件的間隙分析報告，顯示所選兩個零件之間的間隙值。
2.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(b)包括 (bl)從存儲體中獲取基準圖檔和量測圖檔的點云數(shù)據(jù)，計算點云的包圍盒，對該包圍盒進行分組，并將點云數(shù)據(jù)中每個點的標識填入到相應(yīng)的分組中；(b2)獲取點云中尚未與其他點組成三角形的任一點，作為三角形的第一頂點，并求取 距離該第一頂點最近的點，作為三角形的第二頂點；(b3)連接第一頂點和第二頂點得到一條邊作為當前邊，且將該當前邊加入一個邊數(shù)組；(b4)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的最大邊長找出組成該三角形的第三頂點，構(gòu)建該三角形且將該三 角形的另外兩條邊添至所述邊數(shù)組；(b5)對當前邊所在的三角形進行外接球判斷和鈍角判斷，以找出除了第三頂點外能與 該當前邊構(gòu)成三角形的點；(b6)尋找到的點與當前邊組成新三角形，添加該新三角形的另外兩條邊至所述邊數(shù)組 中；及(b7)依次選取邊數(shù)組中的每條邊作為當前邊，并重復(fù)執(zhí)行步驟(b5)至步驟(b6)，直至 所有的邊被循環(huán)完，并輸出三角形數(shù)組。
3.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(c)包括 (cl)獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取量測圖檔三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組；(c2)依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點；(c3)獲取當前點周圍所有三角形的頂點；(c4)標識每個頂點被當前點周圍三角形所占用的次數(shù)；(c5)判斷該占用的次數(shù)是否大于1，如果大于1，則執(zhí)行步驟(c7)，否則執(zhí)行步驟 c (6)；(c6)記錄當前點為邊界點，然后流程轉(zhuǎn)到步驟(c8)； (c7)記錄當前點為內(nèi)點，然后流程轉(zhuǎn)到步驟(c8)；及(c8)判斷量測圖檔點數(shù)組中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，則流程進 入步驟(d)，如果還有點未處理完畢，則流程轉(zhuǎn)到步驟(c2)。
4.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(d)包括(do)獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取預(yù)設(shè)的最小角度公差范圍；(dl)依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點PtCur ； (d2)獲取點ptCur周圍3*3盒子的點數(shù)組ptAry ；(d3)判斷ptAry是否為空，如果ptAry為空，執(zhí)行步驟(d7)，否則執(zhí)行步驟(d4)；(d4)獲取點數(shù)組ptAry的平均點向量AvgVec ；(d5)計算出點ptCur向量與向量AvgVec的夾角Angle ；(d6)判斷夾角Angle是否在最小角度公差范圍內(nèi)，如果在最小角度公差范圍內(nèi)，則執(zhí) 行步驟(d7)，否則執(zhí)行步驟(d8)；(d7)將點ptCur加入輪廓點數(shù)組，然后執(zhí)行步驟(d8)；(d8)判斷量測圖檔點數(shù)組中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，則執(zhí)行步 驟(d9)，如果所有點未處理完畢，流程回到步驟(dl)； (d9)輸出輪廓點數(shù)組，然后流程轉(zhuǎn)到步驟(e)。
5.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(e)包括 (eO)獲取基準圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取基準圖檔三角網(wǎng)格化后的三角形數(shù)組；(el)獲取量測圖檔的邊界點和輪廓點作為尋點數(shù)組，并獲取預(yù)先設(shè)置的最大間隙公差 范圍；(e2)依次選取尋點數(shù)組中的每個點ptSearch ；(e3)獲取包含點ptSearch的所有三角形的頂點，并將其添加到尋點數(shù)組中； (e4)根據(jù)點ptSearch獲取基準圖檔在最大間隙公差范圍內(nèi)的所有三角形； (e5)判斷步驟(e4)中是否獲取到符合條件的三角形，如果獲取到符合條件的三角形， 則執(zhí)行步驟(e6)，否則執(zhí)行步驟(e7)；(e6)將獲取的三角形添加到三角形數(shù)組TriArray，并將點ptSearch添加到點數(shù)組 PtArray ；(e7)判斷尋點數(shù)組中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，執(zhí)行步驟(e8)， 如果所有點未處理完畢，流程轉(zhuǎn)到步驟(e2)；及(e8)輸出三角形數(shù)組TriArray和點數(shù)組PtArray，作為基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的 三角形及量測圖檔上的量測點。
6.如權(quán)利要求5所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(e4)包括 (hO)在基準圖檔中尋找與點ptSearch距離在最大間隙公差范圍內(nèi)的點，存儲于點數(shù)組 ptTempArray ；(hi)判斷ptTempArray是否為空，如果ptTempArray為空，流程轉(zhuǎn)到步驟(e5)，如果 ptTempArray不為空，執(zhí)行步驟(h2)；(h2)依次選取點數(shù)組ptTempArray中的每個點ptTemp ；(h3)判斷點ptTmp向量與點ptSearch向量夾角是否大于90度，如果兩者之間夾角大 于90度，執(zhí)行步驟(h4)，否則返回步驟(h2)；(h4)獲取點ptTmp周圍的三角形，存儲于數(shù)組TriTempArray ；(h5)判斷點數(shù)組ptTempArray中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，則執(zhí)行步驟(h6)，如果所有點未處理完畢，則返回步驟(h2)；及(h6)輸出三角形數(shù)組TriTempArray中的所有三角形，以輸出的三角形作為基準圖檔 在所述最大間隙公差范圍內(nèi)的三角形。
7.如權(quán)利要求5所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，所述步驟(f)包括 (fO)獲取顏色公差段、點數(shù)組PtArray、三角形數(shù)組TriArray和所有三角形的頂點ptsTri ；(fl)依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點，從ptsTri中尋找與該點距離最近的三角形 頂點；(f2)依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點CurPt ； (f3)獲取點CurPt對應(yīng)最近三角形頂點周圍的三角形數(shù)組TriArdPt ； (f4)從三角形數(shù)組TriArdPt中尋找與CurPt距離最近的三角形CurTri，并獲取最近 距離MinDis，以該最近距離MinDis作為基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值； (f5)找出最近距離MinDis在顏色公差段所對應(yīng)的顏色值rColorValue ； (f6)將三角形CurTri的顏色設(shè)置為rColorValue ’及(f7)判斷點數(shù)組PtArray中的所有點是否處理完畢，如果所有點處理完畢，執(zhí)行步驟 (g)，如果所有點未處理完畢，返回至步驟(f2)。
8.如權(quán)利要求7所述的產(chǎn)品零件間隙檢測方法，其特征在于，步驟(f4)中獲取最近距 離MinDis的步驟為如果點CurPt的投影點在三角形CurTri內(nèi)，則最近距離為點CurPt與 投影點的距離；如果點CurPt的投影點不在三角形CurTri內(nèi)，則最近距離為點CurPt分別 到三角形CurTri三邊距離的最小值。
9.一種產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，包括主機和影像量測機臺，所述影像量測機臺用于攝 取待測產(chǎn)品的影像，并將攝取的影像傳送到主機，其特征在于，所述主機包括選擇模塊，用于從待測產(chǎn)品的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中一個為基準圖檔，一個 為量測圖檔；網(wǎng)格化模塊，用于對所選基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化，獲得三角網(wǎng)格化后的 三角形數(shù)組；邊界點提取模塊，用于提取量測圖檔的邊界點； 輪廓點提取模塊，用于提取量測圖檔的輪廓點；間隙數(shù)據(jù)提取模塊，用于根據(jù)量測圖檔的邊界點和輪廓點獲取基準圖檔在給定公差范 圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點；比對分析模塊，用于將所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊獲取的量測點和三角形進行比對，得到 基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值；及所述比對分析模塊，還用于輸出所選零件的間隙分析報告，顯示所選兩個零件之間的 間隙值。
10.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)格化模塊對所選 基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化包括從存儲體中獲取基準圖檔和量測圖檔的點云數(shù)據(jù)，計算點云的包圍盒，對該包圍盒進 行分組，并將點云數(shù)據(jù)中每個點的標識填入到相應(yīng)的分組中；獲取點云中尚未與其他點組成三角形的任一點，作為三角形的第一頂點，并求取距離該第一頂點最近的點，作為三角形的第二頂點；連接第一頂點和第二頂點得到一條邊作為當前邊，且將該當前邊加入一個邊數(shù)組； 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的最大邊長找出組成該三角形的第三頂點，構(gòu)建該三角形且將該三角形 的另外兩條邊添至所述邊數(shù)組；對當前邊所在的三角形進行外接球判斷和鈍角判斷，以找出除了第三頂點外能與該當 前邊構(gòu)成三角形的點；尋找到的點與當前邊組成新三角形，添加該新三角形的另外兩條邊至所述邊數(shù)組中；及依次選取邊數(shù)組中的每條邊作為當前邊，尋找與該當前邊組成的新三角形，直至所有 的邊被循環(huán)完，并輸出三角形數(shù)組。
11.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述邊界點提取模塊提 取量測圖檔的邊界點包括獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取量測圖檔三角網(wǎng)格化后的三 角形數(shù)組；依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點；獲取當前點周圍所有三角形的頂點；標識每個頂點被當前點周圍三角形所占用的次數(shù)；及如果該占用的次數(shù)小于等于1，則記錄當前點為邊界點，如果該占用的次數(shù)大于1，則 記錄當前點為內(nèi)點。
12.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述輪廓點提取模塊提 取量測圖檔的輪廓點包括獲取量測圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取預(yù)設(shè)的最小角度公差范圍； 依次選取量測圖檔點數(shù)組中的每個點PtCur ； 獲取點PtCur周圍3*3盒子的點數(shù)組ptAry ；如果PtAry不為空，獲取點數(shù)組ptAry的平均點向量AvgVec，計算出點ptCur向量與向 量AvgVec的夾角Angle ；如果夾角Angle在最小角度公差范圍內(nèi)，則將點ptCur加入輪廓點數(shù)組； 如果夾角Angle不在最小角度公差范圍內(nèi)，則選取量測圖檔點數(shù)組中的下一個點； 如果ptAry為空，直接將點PtCur加入輪廓點數(shù)組；及 當量測圖檔點數(shù)組中的所有點選取完畢時，輸出輪廓點數(shù)組。
13.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊 獲取基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點包括獲取基準圖檔的點云數(shù)據(jù)并存儲于一個點數(shù)組，同時獲取基準圖檔三角網(wǎng)格化后的三 角形數(shù)組；獲取量測圖檔的邊界點和輪廓點作為尋點數(shù)組，并獲取預(yù)先設(shè)置的最大間隙公差范圍；依次選取尋點數(shù)組中的每個點PtSearch ；獲取包含點PtSearch的所有三角形的頂點，并將其添加到尋點數(shù)組中； 根據(jù)點PtSearch獲取基準圖檔在最大間隙公差范圍內(nèi)的所有三角形；如果獲取到符合條件的三角形，則將獲取的三角形添加到三角形數(shù)組TriArray，并將 點ptSearch添加到點數(shù)組PtArray ；如果沒有獲取到符合條件的三角形，則選取尋點數(shù)組中的下一個點； 當尋點數(shù)組中的所有點選取完畢時，輸出三角形數(shù)組TriArray和點數(shù)組PtArray，作 為基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點。
14.如權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品零件間隙檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述比對分析模塊將 所述間隙數(shù)據(jù)提取模塊獲取的量測點和三角形進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的 間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值包括獲取顏色公差段、點數(shù)組PtArray、三角形數(shù)組TriArray和所有三角形的頂點 ptsTri ；依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點，從ptsTri中尋找與該點距離最近的三角形頂占.依次選取點數(shù)組PtArray中的每個點CurPt ； 獲取點CurPt對應(yīng)最近三角形頂點周圍的三角形數(shù)組TriArdPt ； 從三角形數(shù)組TriArdPt中尋找與CurPt距離最近的三角形CurTri，并獲取最近距離 MinDis,以該最近距離MinDis作為基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值； 找出最近距離MinDis在顏色公差段所對應(yīng)的顏色值rColorValue ；及 將三角形CurTri的顏色設(shè)置為rColorValue。
全文摘要
一種產(chǎn)品零件間隙檢測方法，該方法包括如下步驟(a)在待測產(chǎn)品的影像中選擇兩個零件的圖檔，其中一個為基準圖檔，一個為量測圖檔；(b)對所選基準圖檔和量測圖檔進行三角網(wǎng)格化；(c)提取量測圖檔的邊界點；(d)提取量測圖檔的輪廓點；(e)獲取基準圖檔在給定公差范圍內(nèi)的三角形及量測圖檔上的量測點；(f)將所述獲取的量測點和三角形進行比對，得到基準圖檔和量測圖檔之間的間隙值作為所選兩個零件之間的間隙值；(g)輸出所選零件的間隙分析報告，顯示所選兩個零件之間的間隙值。利用本發(fā)明可以自動對產(chǎn)品零件間隙進行檢測。
文檔編號G06T7/00GK101825440SQ20091030065
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者吳新元, 張旨光, 謝少勤 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司