專利名稱：三維影像量測程序生成系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維影像量測技術(shù)，尤其涉及一種三維影像量測程序生成系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)品的三維影像量測領(lǐng)域中，編寫產(chǎn)品的三維量測程序是影像產(chǎn)品檢測速度的主要因素之一。傳統(tǒng)的量測程序編寫方法，通過使用量測軟件的編程記錄功能，在對產(chǎn)品進行實際測量的同時記錄下產(chǎn)品的測量點等信息，然后根據(jù)記錄的信息自動生成測量程序，以用于對后續(xù)產(chǎn)品的自動量測。這種基于實際產(chǎn)品的編程方法，需要專業(yè)人員參考產(chǎn)品圖紙進行編程，編程方法較為復(fù)雜，對操作人員的技術(shù)能力要求較高，并且這種編程方法需要實際產(chǎn)品和三維量測機臺的輔助。上述基于實際產(chǎn)品的編程方法，效率低，且影響產(chǎn)品的生產(chǎn)。此外，由于物體空間投影的原理，三維模型在產(chǎn)品工程圖上會產(chǎn)生特征重疊區(qū)域，會對專業(yè)人員分析產(chǎn)品的測量位置產(chǎn)生很大影響，增加了圖紙的分析時間，降低了編程效率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種三維影像量測程序生成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:文件解析模塊，用于讀取產(chǎn)品的三維模型文件，并對該讀取的三維模型文件進行解析，得到三維模型文件中用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)；三維模型渲染模塊，用于對上述解析得到的數(shù)據(jù)進行曲面三角網(wǎng)格化處理，得到產(chǎn)品的三維模型；量測取點模塊，用于使用影像量測工具在得到的三維模型上進行量測取點操作，得到量測點的坐標信息，該坐標信息包括量測點的坐標值以及矢量方向；量測元素擬合模塊，用于根據(jù)所述量測點的坐標信息，使用最小二乘法對量測點進行擬合，得到所述三維模型上的量測元素及該量測元素的量測信息；及量測程序生成模塊，用于將上述量測信息寫入一個預(yù)定的標準程序模板中，生成所述產(chǎn)品的三維影像量測程序，以供三維影像量測機臺對實際的產(chǎn)品進行三維影像量測。還有必要提供一種三維影像量測程序生成方法，該方法包括:文件解析步驟，讀取產(chǎn)品的三維模型文件，并對該讀取的三維模型文件進行解析，得到三維模型文件中用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)；三維模型渲染步驟，對上述解析得到的數(shù)據(jù)進行曲面三角網(wǎng)格化處理，得到產(chǎn)品的三維模型；量測取點步驟，使用影像量測工具在得到的三維模型上進行量測取點操作，得到量測點的坐標信息，該坐標信息包括量測點的坐標值以及矢量方向；量測元素擬合步驟，根據(jù)所述量測點的坐標信息，使用最小二乘法對量測點進行擬合，得到所述三維模型上的量測元素及該量測元素的量測信息；及量測程序生成步驟，將上述量測信息寫入一個預(yù)定的標準程序模板中，生成所述產(chǎn)品的三維影像量測程序，以供三維影像量測機臺對實際的產(chǎn)品進行三維影像量測。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明三維影像量測程序生成系統(tǒng)及方法，可直接在產(chǎn)品三維模型上進行虛擬量測取點取點操作，取得產(chǎn)品測量點的信息，生成量測程序，無需三維影像測量機臺和實際產(chǎn)品的輔助。待產(chǎn)品加工完成后，即可使用生成的量測程序?qū)Ξa(chǎn)品進行自動量測，在提高量測程序編輯效率的同時，還可提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明三維影像量測程序生成系統(tǒng)較佳實施例的運行環(huán)境示意圖。圖2是本發(fā)明三維影像量測程序生成方法較佳實施例的流程圖。圖3是圖2中步驟S02的詳細流程圖。圖4和圖5是本發(fā)明較佳實施例中曲面三角網(wǎng)格化處理的示意圖。圖6是通過曲面三角網(wǎng)格化處理所得到的一個產(chǎn)品的三維模型的示意圖。主要元件符號說明_
權(quán)利要求
1.一種三維影像量測程序生成方法，其特征在于，該方法包括: 文件解析步驟，讀取產(chǎn)品的三維模型文件，并對該讀取的三維模型文件進行解析，得到三維模型文件中用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)； 三維模型渲染步驟，對上述解析得到的數(shù)據(jù)進行曲面三角網(wǎng)格化處理，得到產(chǎn)品的三維模型； 量測取點步驟，使用影像量測工具在得到的三維模型上進行量測取點操作，得到量測點的坐標信息，該坐標信息包括量測點的坐標值以及矢量方向； 量測元素擬合步驟，根據(jù)所述量測點的坐標信息，使用最小二乘法對量測點進行擬合，得到所述三維模型上的量測元素及該量測元素的量測信息；及 量測程序生成步驟，將上述量測信息寫入一個預(yù)定的標準程序模板中，生成所述產(chǎn)品的三維影像量測程序，以供三維影像量測機臺對實際的產(chǎn)品進行三維影像量測。
2.按權(quán)利要求1所述的三維 影像量測程序生成方法，其特征在于，所述三維模型渲染步驟包括:將所述解析得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為B樣條曲面，得到B樣條曲面在一個UV參數(shù)平面內(nèi)的封閉邊界線，并對該封閉邊界線分別以一條U直線和V直線進行等距切分，得到多個小方格；將與封閉邊界線無交點的小方格的四個頂點按逆時針順序連接，組成兩個三角形；對于與封閉邊界線有交點的小方格，將小方格的頂點中落入封閉邊界曲線上的頂點、小方格與封閉邊界曲線的交點及封閉邊界線上的邊界點加入一個二維點隊列Q ； 讀取二維點隊列Q中的第一點pl以及與點pl最近的點p2,使pi和p2組成一個三角形A的一條邊，然后在隊列Q中查找該三角形A的第三點p3，其中，該第三點P3的查找原則是邊plp2組成的內(nèi)角在三角形A的內(nèi)角中最大，且三角形A的外接圓內(nèi)沒有隊列Q中的點，并使得三角形A接近于等邊三角形； 根據(jù)上述查找原則在隊列Q中依次查找其它點所組成的三角形，得到產(chǎn)品三維模型上的所有三角形，組成一個三角形隊列T ;及 根據(jù)上述得到的三角形隊列T繪制所述產(chǎn)品的三維模型。
3.按權(quán)利要求1所述的三維影像量測程序生成方法，其特征在于，所述用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)包括描述產(chǎn)品三維模型上的點、線、曲線、面以及圓的坐標隊列和矩陣。
4.按權(quán)利要求3所述的三維影像量測程序生成方法，其特征在于，所述影像量測工具包括尋點工具、尋線工具、尋圓工具、表面對焦工具以及輪廓對焦工具。
5.按權(quán)利要求1所述的三維影像量測程序生成方法，其特征在于，所述三維模型文件為初始化圖形交換規(guī)范文件或產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標準文件。
6.一種三維影像量測程序生成系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 文件解析模塊，用于讀取產(chǎn)品的三維模型文件，并對該讀取的三維模型文件進行解析，得到三維模型文件中用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)； 三維模型渲染模塊，用于對上述解析得到的數(shù)據(jù)進行曲面三角網(wǎng)格化處理，得到產(chǎn)品的三維模型； 量測取點模塊，用于使用影像量測工具在得到的三維模型上進行量測取點操作，得到量測點的坐標信息，該坐標信息包括量測點的坐標值以及矢量方向； 量測元素擬合模塊，用于根據(jù)所述量測點的坐標信息，使用最小二乘法對量測點進行擬合，得到所述三維模型上的量測元素及該量測元素的量測信息；及 量測程序生成模塊，用于將上述量測信息寫入一個預(yù)定的標準程序模板中，生成所述產(chǎn)品的三維影像量測程序，以供三維影像量測機臺對實際的產(chǎn)品進行三維影像量測。
7.按權(quán)利要求6所述的三維影像量測程序生成系統(tǒng)，其特征在于，所述三維模型渲染模塊通過以下步驟得到所述產(chǎn)品的三維模型:將所述解析得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為B樣條曲面，得到B樣條曲面在一個UV參數(shù)平面內(nèi)的封閉邊界線，并對該封閉邊界線分別以一條U直線和V直線進行等距切分，得到多個小方格；將與封閉邊界線無交點的小方格的四個頂點按逆時針順序連接，組成兩個三角形；對于與封閉邊界線有交點的小方格，將小方格的頂點中落入封閉邊界曲線上的頂點、小方格與封閉邊界曲線的交點及封閉邊界線上的邊界點加入一個二維點隊列Q ； 讀取二維點隊列Q中的第一點pl以及與點pl最近的點p2,使pl和p2組成一個三角形A的一條邊，然后在隊列Q中查找該三角形A的第三點p3，其中，該第三點P3的查找原則是邊plp2組成的內(nèi)角在三角形A的內(nèi)角中最大，且三角形A的外接圓內(nèi)沒有隊列Q中的點，并使得三角形A接近于等邊三角形； 根據(jù)上述查找原則在隊列Q中依次查找其它點所組成的三角形，得到產(chǎn)品三維模型上的所有三角形，組成一個三角形隊列T ;及 根據(jù)上述得到的三角形隊列T繪制所述產(chǎn)品的三維模型。
8.按權(quán)利要求6所述的三維影像量測程序生成系統(tǒng)，其特征在于，所述用于描述產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)包括描述產(chǎn)品三維模型上的點、線、曲線、面以及圓的坐標隊列和矩陣。
9.按權(quán)利要求6所述的三維影像量測 程序生成系統(tǒng)，其特征在于，所述影像量測工具包括尋點工具、尋線工具、尋圓工具、表面對焦工具以及輪廓對焦工具。
10.按權(quán)利要求6所述的三維影像量測程序生成系統(tǒng)，其特征在于，所述三維模型文件為初始化圖形交換規(guī)范文件或產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標準文件。
全文摘要
一種三維影像量測程序生成系統(tǒng)，對產(chǎn)品的三維模型文件解析，并對解析得到的數(shù)據(jù)進行三角網(wǎng)格化處理，得到產(chǎn)品的三維模型。然后，該系統(tǒng)使用影像量測工具在該三維模型上進行量測取點操作，并使用最小二乘法對量測點的坐標信息進行擬合，得到量測點的量測信息。最后，該系統(tǒng)將量測點的量測信息寫入一個標準程序模板中，生成所述產(chǎn)品的三維影像量測程序，以供三維影像量測機臺對實際的產(chǎn)品進行三維影像量測。本發(fā)明還提供一種三維影像量測程序生成方法。
文檔編號G06F9/44GK103092577SQ20111033357
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張旨光, 吳新元, 饒金剛 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