一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法技術

本發明專利技術涉及一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，包括以下步驟：S1.取噪聲點較少的一側為起始邊緣,將掃描曲面劃分為多個矩形小塊；S2.對于每一矩形小塊，求取其在x軸、y軸方向上的曲線漸進斜率kx00、ky00；S3.求取矩形小塊在x軸、y軸方向上的z值范圍△zx00、ky00：△zx00=[kx00*（△x10/2）]±（d+2*△d）/2，△x10表示矩形小塊在x軸方向上的寬度；△zy00=[ky00*（△y10/2）]±（d+2*△d）/2。△y10表示矩形小塊在y軸方向上的寬度；S4.對所有矩形小塊進行步驟S3的處理，獲得所有矩形小塊的z值范圍；S5.判斷矩形小塊的z值大小是否處于保護范圍（△zx、△zy）內，若是將將之視為正常點，否則視為噪聲點或雜物點進行去除。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水火彎板加工領域，更具體地，涉及一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法。
技術介紹
隨著科學技術的發展，人們生活水平得到顯著提高，物質需求也隨之上升。而在圖像處理領域，傳統的2D圖像正逐步被3D圖像所取代。3D掃描成形技術在最近十幾年間得到了迅猛的發展，并被成功的運用于電影、軍事、醫療等領域，從而在世界范圍內引起廣泛的關注，并成為各研發機構爭相研究的對象。隨著3D掃描技術研究的深入，圍繞其衍生出的3D掃描圖像的輪廓識別、模塊提取技術也引起了各方的注意。如現今流行的人臉識別、數字識別、三維空間重構等技術都運用了3D掃描圖像的輪廓識別、模塊提取技術。由此可見，圍繞3D掃描成像衍生出的3D掃描圖像的輪廓識別、模塊提取技術在三維圖像處理技術中占有不容忽視的重要作用。但是，在現今造船業中，能夠成功使用3D掃描成像技術的案例卻少之又少，而造船水準的提高又急需使用到先進的3D掃描成像技術。因此，將3D掃描曲面點云重構技術運用于水火彎板燒制過程的研究，并以此為切入點而進行深入的研究對于現實工程以及科學研究具有非常重要的意義。而在造船業中，船體外板的制作多采用水火彎板技術。在競爭日趨激烈的世界造船業中，水火彎板自動化將成為一大趨勢，也將最終取代手工作業。水火彎板曲面的三維掃描成像和曲面提取作為自動化燒制彎板進程中的第一步而有著非常重要的作用和地位。然而，在水火彎板三維掃描提取過程中，會因為掃描外<br>板存在眾多噪聲點或雜物點而嚴重影響水火彎板的提取工作，最終導致外板提取工作失敗，從而影響水火彎板自動化的進程。
技術實現思路
針對水火彎板3D掃描點云成像過程中，水火彎板曲面提取因大量噪聲點的存在而無法提取的難題，本專利技術提供一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，通過此方法能夠對3D掃描儀掃描出的水火彎板曲面三維圖像進行去噪處理，并提取出誤差在可接受范圍內的彎板曲面的三維圖像。為實現以上專利技術目的，采用的技術方案是：一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，包括以下步驟：S1.取噪聲點較少的一側為起始邊緣,將掃描曲面劃分為多個矩形小塊；S2.對于每一矩形小塊，求取其在x軸、y軸方向上的曲線漸進斜率kx00、ky00；S3.求取矩形小塊在x軸、y軸方向上的z值范圍△zx00、ky00：△zx00＝[kx00*(△x10/2)]±(d+2*△d)/2，△x10表示矩形小塊在x軸方向上的寬度；△zy00＝[ky00*(△y10/2)]±(d+2*△d)/2。△y10表示矩形小塊在y軸方向上的寬度；S4.對所有矩形小塊進行步驟S3的處理，獲得所有矩形小塊的z值范圍；S5.判斷矩形小塊的z值大小是否處于保護范圍(△zx、△zy)內，若是將將之視為正常點，否則視為噪聲點或雜物點進行去除。優選地，所述求取矩形小塊x軸、y軸方向上的曲線漸進斜率的具體過程如下：設矩形小塊的四個頂點分別表示為(x00，y00，z00)、(x10，y10，z10)、(x01，y01，z01)、(x11，y11，z11)，矩形小塊在x軸方向上的寬度為△x00＝|x10-x00|；矩形小塊在z軸上的跨度為△zx00＝z10-z00；則矩形小塊在x軸方向上的曲線漸進斜率表示為：kx00＝△x00/△zx00；矩形小塊在y軸方向上的寬度為△y00＝|y01-y00|；矩形小塊在z軸上的跨度為△zy00＝z11-z10；則矩形小塊在y軸方向上的曲線漸進斜率表示為：ky00＝△y00/△zy00。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術提出一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，旨在利用水火彎板外曲面的漸進斜率逐一計算每一小部分的外板厚度以及可接受的誤差范圍，從而將范圍外的所有噪聲點和雜物點去掉，完成水火彎板三維曲面的提取工作。附圖說明圖1為矩形小塊的劃分示意圖。具體實施方式附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；以下結合附圖和實施例對本專利技術做進一步的闡述。實施例1本專利技術提供了一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲率提取方法，其包括以下步驟：(1)選定起始邊緣和樣條寬度；為方便后續步驟計算斜率及曲面分解小塊的厚度，在此本專利技術取噪聲點較少的一側為起始邊緣；與此同時，以該邊緣為平行線，首先，取寬度為5cm的樣條寬度，將整塊水火彎板切分為多個條狀曲面；然后，再以垂直于起始邊緣的線將條狀曲面分割為塊狀曲面。以圖1所示為例，取00-06邊和00-70邊為起始邊，等間距將整塊曲面劃分為多個小方塊。(2)計算曲線漸進斜率；如圖1所示，由00(x00，y00，z00)、10(x10，y10，z10)、01(x01，y01，z01)、11(x11，y11，z11)四個點確定的小塊。1)計算x軸方向上的曲線漸進斜率，計算過程如下：①計算該小塊寬度△x00＝|x10-x00|；②計算該小塊在z軸上的跨度△zx00＝z10-z00；③計算該小塊的在x軸方向上的曲線漸進斜率kx00＝△x00/△zx00。以同樣的方式可以計算出y軸方向上的曲線漸進斜率，計算過程如下：④計算該小塊寬度△y00＝|y01-y00|；⑤計算該小塊在z軸上的跨度△zy00＝z11-z10；⑥計算該小塊的在x軸方向上的曲線漸進斜率ky00＝△y00/△zy00。2)重復以上①-⑥步驟，將曲面上00～65所有的點x、y軸方向上的曲線漸進斜率計算出來。(3)計算水火彎板可容厚度及誤差范圍；對由10、11、20、21四個點確定的小塊，其厚度為d，并設定厚度誤差可接受范圍為2*△d。①則該小塊在x軸方向上的z值范圍為：△zx00＝[kx00*(△x10/2)]±(d+2*△d)/2。其中kx00為00、01、10、11所確定小塊在x軸方向上的曲線漸近線斜率，△x10＝x20-x10。②該小塊在y軸方向上的z值范圍為：△zy00＝[ky00*(△y10/2)]±(d+2*△d)/2。其中ky00為00、01、10、11所確定小塊在y軸方向上的曲線漸近線斜率，△y10＝y11-y10。③重復以上①-②步驟，將曲面上所有小塊的z值范圍求出，此范圍即為保護范圍。(4)去除噪聲點，完成水火彎板模塊提取工作。在此，本專利技術將處于保護范圍內(△zx、△zy)的點視為正常點，而將處于保護范圍外的點視為噪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，其特征在于：包括以下步驟：S1.取噪聲點較少的一側為起始邊緣,將掃描曲面劃分為多個矩形小塊；S2.對于每一矩形小塊，求取其在x軸、y軸方向上的曲線漸進斜率kx00、ky00；S3.求取矩形小塊在x軸、y軸方向上的z值范圍△zx00、ky00：△zx00＝[kx00*(△x10/2)]±(d+2*△d)/2，△x10表示矩形小塊在x軸方向上的寬度；△zy00＝[ky00*(△y10/2)]±(d+2*△d)/2；△y10表示矩形小塊在y軸方向上的寬度；S4.對所有矩形小塊進行步驟S3的處理，獲得所有矩形小塊的z值范圍；S5.判斷矩形小塊的z值大小是否處于保護范圍(△zx、△zy)內，若是將之視為正常點，否則視為噪聲點或雜物點進行去除。

【技術特征摘要】
1.一種基于曲線漸進斜率的水火彎板三維掃描曲面提取方法，其特征在于：
包括以下步驟：
S1.取噪聲點較少的一側為起始邊緣,將掃描曲面劃分為多個矩形小塊；
S2.對于每一矩形小塊，求取其在x軸、y軸方向上的曲線漸進斜率kx00、ky00；
S3.求取矩形小塊在x軸、y軸方向上的z值范圍△zx00、ky00：
△zx00＝[kx00*(△x10/2)]±(d+2*△d)/2，△x10表示矩形小塊在x軸
方向上的寬度；
△zy00＝[ky00*(△y10/2)]±(d+2*△d)/2；
△y10表示矩形小塊在y軸方向上的寬度；
S4.對所有矩形小塊進行步驟S3的處理，獲得所有矩形小塊的z值范圍；
S5.判斷矩形小塊的z值大小是否處于保護范圍(△zx、△zy)內，若是將之
視為正常點，否則視為噪聲點或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程良倫，韋寶剛，高超，李玉珍，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44