一種船舶水火彎板的質量評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種船舶水火彎板的質量評價方法，計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板CAD模型配準的偏差云圖；在偏差云圖的基礎上求取兩個水火彎板三維數(shù)據(jù)在特征點、肋骨線以及曲面的相似性，作為水火彎板配準的評價標準；計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板CAD模型配準的偏差云圖的方法為：找出匹配點，將匹配點平移至新坐標原點，通過該匹配點的肋骨線切線，使肋骨線切線垂直于x或y軸，再利用此時的法向量與z軸夾角，旋轉至法向量與z軸重合。本發(fā)明致力于解決變形分散的問題，利用對特征點、肋骨線、曲面的分別分析，高效且精確地評價出水火彎板的曲面變形質量，給水火彎板的專家系統(tǒng)提供有效的焰道推理依據(jù)，并極大地提高水火彎板專家系統(tǒng)的加工精度。
【專利說明】一種船舶水火彎板的質量評價方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及模式識別、計算機視覺【技術領域】，具體為一種船舶水火彎板的質量評 價方法。

【背景技術】
[0002] 水火彎板是利用鋼板先受熱然后冷卻，局部發(fā)生熱塑性收縮變形，將一塊平板或 預彎曲面板加工成目標曲面板的工藝過程。水火彎板是船舶制造的關鍵工藝過程，各種船 舶的外表面鋼板大部分是由復雜、不可展的曲面構成。當前國內外大部分造船廠仍然依靠 木工手工制成的活絡卡、卡板、卡箱對被加工的彎板成型情況進行粗略判別，對未滿足成型 要求的鋼板，如何對其進行再次加工，如何布置焰道軌跡以及設定焰道參數(shù)全由工人憑經 驗決定，沒有一個定量的概念，工人經驗的參差不齊無法保證加工效率，進而船體外板的加 工精度質量難以保證。因此，首要需要一種代替人工評價彎板質量的評價方法，來保證彎板 的加工精度。
[0003] 水火彎板具有面積大、變形分散、檢測板面高污染、曲度大等問題，這些都是對水 火彎板加工工藝發(fā)展的阻力。


【發(fā)明內容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種水火彎板配準的相似性評價方法，是 用于解決變形分散的問題，利用對特征點、肋骨線、曲面的分析，高效精確地評價出水火彎 板的曲面變形質量，給水火彎板的專家系統(tǒng)提供有效的焰道推理依據(jù)，并極大地提高水火 彎板專家系統(tǒng)的加工精度。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：
[0006] -種船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板 CAD模型配準的偏差云圖；在偏差云圖的基礎上求取兩個水火彎板三維數(shù)據(jù)在特征點的相 似性、肋骨線的相似性以及曲面的相似性，以此作為水火彎板配準的評價標準；
[0007] 其中計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板CAD模型配準的偏差云圖的方法為：
[0008] 找出匹配點，將匹配點平移至新坐標原點，通過該匹配點的肋骨線切線，使肋骨線 切線垂直于X或y軸，再利用此時的法向量與z軸夾角，旋轉至法向量與z軸重合。該評價 方法是一種表達直觀、且可以真實、全面反映水火彎板的配準評價方法。
[0009] 更進一步的，檢測板與目標板的偏差在為了有更直觀整體的表示，需要建立z向 誤差與顏色的映射，通過圖像不同顏色的像素值反映檢測成型曲面與目標曲面間的z向誤 差，設置偏差云圖對匹配后的偏差數(shù)據(jù)進行顯示。
[0010] 更進一步的，所述特征點的相似性的求取方式為：點成型百分率，是根據(jù)原始板與 目標板各點之間的高度差，以及每次加工后檢測板與目標板各點之間的高度差來進行計算 的，具體計算公式為：

【權利要求】
1. 一種船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板 CAD模型配準的偏差云圖；在偏差云圖的基礎上求取兩個水火彎板三維數(shù)據(jù)在特征點的相 似性、肋骨線的相似性以及曲面的相似性，以此作為水火彎板配準的評價標準； 其中計算檢測板點云數(shù)據(jù)與目標板CAD模型配準的偏差云圖的方法為： 找出匹配點，將匹配點平移至新坐標原點，通過該匹配點的肋骨線切線，使肋骨線切線 垂直于X或y軸，再利用此時的法向量與z軸夾角，旋轉至法向量與z軸重合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，建立z軸誤差與 顏色的映射，通過圖像不同顏色的像素值反映檢測成型曲面與目標曲面間的z向誤差，設 置偏差云圖對匹配后的偏差數(shù)據(jù)進行顯示。
3. 根據(jù)權利要求2所述的船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，所述特征點的 相似性的求取方式為：點成型百分率，是根據(jù)原始板與目標板各點之間的高度差，以及每次 加工后檢測板與目標板各點之間的高度差來進行計算的,具體計算公式為：
式中，D為原始板與目標板在目標點處的高度差，d為加工后檢測板與目標板在目標點 處的高度差。
4. 根據(jù)權利要求2所述的船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，所述肋骨線的 相似性的求取方式為：肋骨線成型百分率，分為總體成型百分率和曲度成型百分率； 總體成型百分率用于反映肋骨線在整個曲面中的成型率，具體是根據(jù)肋骨線上各點的 成型率以及各點之間的距離來進行計算，具體計算公式為：
式中，N+1為肋骨線上數(shù)據(jù)點的總數(shù)，Pi為第i點的點成型率，Ii為第i點和第i+Ι點 之間的距離，L為肋骨線的總長度； 曲度成型百分率用于反映成型后的曲線與目標肋骨線的相似程度，具體計算公式與總 體成型百分率相同，其中在計算曲線各點成型率時，要對曲線進行平移，使成型曲線和目標 肋骨線最小值點對齊。
5. 根據(jù)權利要求2所述的船舶水火彎板的質量評價方法，其特征在于，所述曲面的相 似性的求取方式為：曲面成型百分率對曲面整體吻合程度進行評價，曲面成型百分率通過 將曲面劃分成若干個小三角形，然后通過計算每個小三角形的平均成型百分率和所占比例 來進行計算，具體計算公式為：
式中，M為小三角形的總數(shù)，Sj為三角形的面積，S為曲面的總面積，ΡΛ為每個小三角 形的平均成型百分率，其值等于三角形三個頂點的成型百分率的平均值。
【文檔編號】G06T7/00GK104462646SQ201410609666
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】程良倫, 李婧瑤, 徐金雄 申請人:廣東工業(yè)大學