基于三维点云螺纹中轴线的拟合方法研究

作者：谢张宁; 姜志华; 朱惠臣; 李智玮; 雷李华; 孔明; 王道档; 张波^*

来源：计量学报, 2020, 41(08): 918-925.

• 计量学
• 螺纹中轴线
• 三维点云
• 最小二乘法
• 凸包

螺纹中轴线的精确测定是决定螺纹三维测量结果是否准确的重要因素之一。中轴线的倾斜、偏移会对工件坐标系的建立、螺纹的三维重构、参数检验等测量操作引入误差。基于三维点云的最小二乘拟合算法,开展了螺纹中轴线的拟合方法研究。根据螺纹表面点云数据,利用螺纹表面与中轴线的特征关系建立最小二乘数学模型,通过计算点云数据的三维凸包滤除螺纹自身三维结构带来的拟合误差,使螺纹中轴线的测定更精准。通过仿真实验,基于三维点云的最小二乘拟合算法拟合的直线与三维点云的距离方差为0.34,在旋合长度范围内与投影法确定的直线两端最大距离为0.15μm,符合三维测量高精度标准,基于三维点云的最小二乘拟合算法可以快速、准确地拟合螺纹中轴线。

• 单位
  上海市计量测试技术研究院; 中国计量大学